Get a site

دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته شیمی 

گرایش : معدنی

عنوان : مطالعه سینتیک جذب سطحی رنگ آزو نارنجی توسط خاک اصلاح شده

دانشگاه آزاد اسلامی واحد یزد

دانشکده علوم پایه، دانشکده شیمی

پایان نامه برای دریافت درجه­ کارشناسی ارشد «M.Sc»

گرایش: معدنی

عنوان:

مطالعه سینتیک جذب سطحی رنگ آزو نارنجی توسط خاک اصلاح شده

 استاد راهنما:

دکتر سعیده ‌هاشمیان

 استاد مشاور:

دکتر محمد حسین مسلمین


(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)
تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :
(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)
فهرست مطالب
عنوان                     صفحه
چکیده ۱
فصل اول: مقدمه. ۲
۱-۱- مقدمه. ۳
۱-۲- بنتونیت… ۴
۱-۳- زئولیت… ۴
۱-۴- کائولن.. ۵
۱-۴-۱- کاغذ سازی.. ۶
۱-۴-۲- داروسازی.. ۶
۱-۴-۳- رنگ سازی.. ۷
۱-۴-۴- لاستیک­سازی.. ۷
۱-۴-۵- سرامیک سازی.. ۷
۱-۴-۶- خاک رس­ها ۷
۱-۵- جذب سطحی.. ۸
۱-۵-۱- دامنه جذب سطحی.. ۹
۱-۵-۲- کاربرد جذب سطحی.. ۸
۱-۵-۳- توسعه و فن­آوری جذب سطحی.. ۱۱
۱-۵-۴- جذب فیزیکی.. ۱۱
۱-۵-۵- جذب شیمیایی.. ۱۱
۱-۶- عوامل موثر در فرایند جذب سطحی.. ۱۲
۱-۶-۱- سطح تماس… ۱۲
۱-۶-۲- غلظت… ۱۳
۱-۶-۳- دما ۱۳
۱-۶-۴- pH.. 13
۱-۶-۵- اندازه مولکول­های جذب شونده ۱۳
۱-۶-۶- نوع خواص جسم جاذب… ۱۳
۱-۷- ایزوترم جذب… ۱۴
۱-۸- سرعت جذب سطحی.. ۱۴
۱-۹- سینتیک و ترمودینامیک… ۱۵
۱-۱۰- استفاده همزمان از عوامل ترمودینامیکی و سینتیکی.. ۱۶
۱-۱۱- تفاوت­های سینتیک و ترمودینامیک… ۱۶
۱-۱۲- جاذب­ها ۱۷
۱-۱۲-۱- جاذب­های متداول و رایج.. ۱۸
۱-۱۲-۱-۱- کربن­های فعال شده ۱۸
۱-۱۲-۱-۲- استخوان چوب… ۱۹
۱-۱۲-۱-۳- جادب­های پلیمری.. ۲۰
۱-۱۲-۱-۴- سیلیکاژل. ۲۰
۱-۱۲-۱-۵- آلومین فعال شده ۲۰
۱-۱۳- انواع رنگ… ۲۱
۱-۱۳-۱- رنگ­های طبیعی.. ۲۱
۱-۱۳-۲- رنگ­های شیمیایی.. ۲۱
۱-۱۴- مواد رنگزای راکتیو. ۲۲
فصل دوم: پیشینه تحقیق.. ۲۵
۲-۱- مقدمه. ۲۷
۲-۲- مروری بر مطالعات گذشته. ۲۸
فصل سوم: تجربی.. ۳۳
۳-۱- روش آزمایش… ۳۴
۳-۲- مواد مورد استفاده ۳۴
۳-۳- وسایل و دستگاه‌های مورد نیاز. ۳۴
۳-۴- تهیه محلول رنگی.. ۳۳
۳-۴-۱- رنگ راکتیو نارنجی.. ۳۵
۳-۵- روش تهیه جاذب… ۳۶
۳-۶- اندازه ­گیری qe 34
فصل چهارم: نتایج و بحث… ۳۸
۴-۱- بررسی ساختار مدل آلوده کننده و جاذب‌ها ۳۷
۴-۱-۱- طیف FTIR.. 39
۴-۱-۲- تصویر میکروسکوپی (SEM) 43
۴-۱-۳- بررسی ساختار بلورها توسط پرتوهای ایکس (XRD) 43
۴-۲- بهینه سازی پارامترهای مختلف در حذف رنگ راکتیو نارنجی.. ۴۳
۴-۲-۱- اثرpH.. 43
۴-۲-۲- اثر مقدار جاذب (m) 47
۴-۲-۳- اثر غلظت رنگ راکتیو نارنجی.. ۴۶
۴-۲-۴- اثر مدت زمان تماس… ۴۸
۴-۲-۵- اثر دما ۴۹
۴-۳- سینتیک جذب… ۵۱
۴-۳-۱- بررسی سینتیک جذب راکتیو نارنجی روی Bentonit/CTAB.. 52
۴-۳-۲- بررسی سینتیک جذب راکتیو نارنجی روی Kaolin/CTAB.. 56
۴-۳-۳- بررسی سینتیک جذب راکتیو نارنجی روی Clay/CTAB.. 56
۴-۴- ایزوترم جذب… ۶۰
۴-۴-۱- بررسی ایزوترم جذب راکتیو نارنجی روی Bentonit/CTAB.. 61
۴-۴-۲- بررسی ایزوترم جذب راکتیو نارنجی روی Kaolin/CTAB.. 64
۴-۴-۳- بررسی ایزوترم جذب راکتیو نارنجی روی Clay/CTAB.. 64
۴-۵- پارامترهای ترمودینامیکی.. ۶۷
۴-۶- نتیجه گیری.. ۷۱
منابع و مؤاخذ. ۷۳
چکیده
فاضلاب واحدهای چاپ و رنگرزی در صنایع نساجی اغلب حاوی رنگ و مواد شیمیایی هستند. یکی از رنگ­های مورد استفاده در این صنعت، رنگ راکتیو نارنجی می­باشد که دارای ترکیبات معطر، هتروسیکلیک، بسیار پایدار بوده و باعث سخت شدن فرایند حذف رنگ از فاضلاب می­شوند. در این تحقیق، جذب رنگ راکتیو نارنجی روی Bentonit/CTAB، Kaolin/CTAB و Clay/CTAB توسط فرایند جذب سطحی بررسی شد. تاثیر پارامترهای مختلف نظیر مقدار جاذب، pH، مدت زمان تماس، دما، سرعت هم­زدن و غلظت اولیه روی جذب رنگ راکتیو نارنجی از محلول­های آبی مطالعه شد. جذب به یک ماکزیمم در تمام pHها و زمان تماس ۶۰ دقیقه رسید. بررسی سینتیکی نشان داد، عمل جذب بر روی تمام جاذب­ها از معادله سینتیک درجه دوم تبعیت می­ کند. مدل ایزوترومی لانگمویر در Bentonit/CTAB، و مدل ایزوترمی فروندلیچ در Kaolin/CTAB و Clay/CTAB مطابقت خوبی با نتایج تجربی داشت.

۱-۱- مقدمه
بعد از انسان، آب شاید یکی از اجزاء بی­نظیر جهان هستی باشد. آب از دو عنصر اکسیژن و هیدروژن تشکیل شده است که این دو عنصر در شرایط معمولی به صورت گاز می­باشند.
انسان و سایر حیوانات و همچنین گیاهان بدون آب نمی­توانند به حیات خود ادامه دهند، صنایع بدون آب نمی­توانند به موجودیت خود ادامه دهند، درعین حال آب باعث مشکلات زیادی در صنایع می­شود. آب ماده­ای حیاتی است که حدود ۶۰ تا ۷۰ درصد وزن انسان رشد یافته را تشکیل می­دهد و بعد از اکسیژن مهمترین ماده برای زیستن می­باشد. دو سوم سطح زمین را آب فرا گرفته و به طور کلی می­توان گفت که منابع موجود آب دو نوع است: ۱- آبهای زیرزمینی ۲- آبهای سطحی .ناخالصی­هایی که ممکن است در منابع آب موجود باشند به دو دسته جامدهای معلق و محلول تقسیم می­شوند [۱].
یکی از مشکلات عمده زیست محیطی وجود ترکیبات آلی به ویژه ترکیبات رنگی در آب می­باشد. بنابراین لازم است که پساب­های صنعتی قبل از ورود به محیط زیست و منابع آب تصفیه شوند. طی سال­های اخیر تعداد مراکزی که پساب­های خود را به شبکه­ی فاضلاب شهری تخلیه می­ کنند، افزایش یافته است. با توجه به اثرات سمی ناشی از حضور این فضولات حتی با غلظت کم و به منظور ارتقای شرایط زیست محیطی آب­های سطحی و رودخانه­ها، روش­های تصفیه­ی معمول باید بهبود یابند.
تصفیه­ی پساب­های صنعتی به روش­های سنتی دیگر جوابگوی حذف ناخالصی­ها نمی­باشد. روش­های تصفیه­ی پساب از قبیل لخته­سازی، شناورسازی، اکسایش الکتروشیمیایی و یا توسط کربن فعال و مواد جاذب، اسمز معکوس، اوزون و پروسه­های اکسایش و کاهش تماماً تکنیک­هایی است که می­توان برای تصفیه­ی پساب­های فاضلاب­های صنعتی استفاده نمود.
استفاده از جاذب­ها روشی مناسب و ساده و مقرون­به­صرفه می­باشد. به همین دلیل پژوهشگران در سال­های اخیر مطالعات زیادی در استفاده از این روش برای حذف ترکیبات پیریدینی و ناخالصی­ها از پساب­های صنعتی انجام داده­اند. در این مطالعات از جاذب­های طبیعی نیز بهره گرفته شده­ است.
این فصل برخی از مطالعات و کارهای انجام شده توسط پژوهشگران به منظور حذف ناخالصی­ها از پساب­های صنعتی را مرور و مختصری از تحقیق صورت گرفته در هر مورد را ذکر می­ کند.
۱-۲- بنتونیت
 بنتونیت از ورقه­های آلومینا و سیلیکا با پیوند سست تشکیل شده که می ­تواند در محیط آبی به ذرات با ابعاد ۰۰۳/۰ میکرومتر ضخامت و ۰۱/۰ میکرومتر طول جدا شود. خاصیت جدا شدن آسان و بار الکتریکی منفی سبب انتشار وسیع آن در آب می­شود. بنتونیت کاتیون­های قابل مبادله Na+، Ca+ یا Mg+ داشته و از هر کانی دیگر به جز زئولیت ظرفیت تبادل یونی بیشتری دارد. این خاصیت بر ویژگی­های تجاری آن تأثیر گذاشته و تقسیم بندی آن بر همین اساس صورت می­گیرد.
سدیم بنتونیت دارای قابیت تورم بسیار بالا و کلسیم بنتونیت دارای ظرفیت تورم پایین می­باشند. یک فرق اساسی دیگر بین این دو نوع کانی است که نوع سدیم­دار تا دمای ۴۰۰ درجه سانتیگراد پایدار است. نوع کلسیم­دار با کربنات سدیم واکنش داده تا خاصیت تورم آن افزایش پیدا کند.
خاصیت جذب یون­ها و مولکول­ها توسط بنتونیت بسیار بالاست. نوع کلسیم­دار سریع­تر آب جذب می­ کند ولی نوع سدیم­دار ظرفیت بیشتری دارد. نوع کلسیم­دار با اسید آلی واکنش داده شده تا ناخالصی­هایی مانند کلسیت را حل نماید. یون­های دو ظرفیتی مانند کلسیم را با هیدروژن جایگزین کند و فلزاتی مانند آهن، آلومنیوم و منیزیم را شسته، باعث افزایش سطح مخصوص و تخلخل و تغییر شبکه بلورین شود که از آن برای تصفیه، رنگ­زدایی، آبگیری و گند زدایی روغن­های حیوانی و گیاهی و یا خنثی سازی به کار می­رود.
بنتونیت ناخالصی­ها و باکتری­های لخته شده را جذب و با حذف نمک­های منیزیم و کلسیم سبب نرم شدن آب می­شود.
۱-۳- زئولیت
زئولیت­ها از دسته­ی کانی­های رسی هستند که همچون سایر کانی­های رسی از پایه هیدروسیلیکات­های­آلومنیوم همراه با برخی کاتیون­ها و اکسیدهای فلزات قلیایی و قلیایی خاکی تشکیل شده ­اند. این کمپلکس کریستالی سیلیکاته زنجیره­های گسترده و پیوسته­ای را به وجود می­آورند که با توجه به نحوه­ی اتصال و قرار گیری آن­ها در کنار یکدیگر شبکه­ای از فضاهای خالی و حفره­های قفسه مانندی را تشکیل می­ دهند که قطر آن­ها بین ۱۰- ۳ انگسترم می­رسد. وجود پرشمار این قفسه­های کوچک خالی به همراه حضور برخی از کاتیون­های فلزی قلیایی و قلیایی خاکی با اتصال ضعیف ویژگی منحصر به فرد جذب، تعویض کاتیونی،
غربال مولکولی و خواص کاتالیستی را به وجود می­آورند که نه تنها زئولیت­ها را از دیگر انواع رس­ها متمایز می­سازد بلکه به علت تنوع کاربردی این خصیصه در صنایع، دانشمندان را به کشف و دسته­بندی انواع زئولیت­های طبیعی ترغیب نموده و ساخت انواع مصنوعی آن را نیز موجب شده است. به طوری که در حال حاضر بیش از ۴۰ نوع کانی زئولیت طبیعی کشف و بیش از ۱۵۰ نوع زئولیت مصنوعی ساخته شده است که هر یک کاربرد اختصاصی خود را دارد.
خواص منحصر به فرد ذکر شده این کانی، همراه با مقاومت بالای مکانیکی و شیمیایی، امکان یک بازه­ی وسیعی از کاربردهای پرشمار در صنایع کشاورزی، پتروشیمی، محیط­زیست، تصفیه­ی آب و هوا، داروسازی، از بین بردن قارچ­ها و انگل­ها و صنایع اتمی را فراهم نموده است.
 ۱-۴- کائولن
کائولن از مجموعه کانی­های رسی بوده و فرمول شیمیایی آن Al2Si4(OH)8 است. کانی­های کائولن شامل کائولینیت، دیکیت، ناکریت و هالوزیت می­باشند. فراوان­ترین کانی این گروه کائولینیت است. همه­ی این کانی­ها جزو کانی­های آلومینا-سیلیکات هسنتد که در سیستم­های مونوکلینیک و یا تری­کلینیک متبلور می­شوند. از مهم­ترین خصوصیات کانی­شناسی رس­های کائولن نرمی و عدم سایندگی آن­ها می­باشد. رس­های کائولن اکثراً از آلتراسیون کانی­های آلومنیوم سیلیکات در نواحی گرم و مرطوب به وجود می­آیند. فلدسپات­ها از جمله کانی­های عمومی منشأ پیدایش آن­ها می­باشند.
آمریکا، انگلیس، روسیه، جمهوری چک و برزیل بزرگ­ترین تولید کنندگان کائولن هستند.
کائولن ماده­ای نیمه بلور و تا حدی بی­شکل می­باشد. خمیر آن با آب شکل­پذیر می­شود و در اثر پخته شدن، شکل و رنگ آن تغییر نمی­ کند. واحد ساختاری گروه کائولن از انطباق صفحه­ی چهاروجهی بر روی صفحه­ی هشت­وجهی به وجود می­آید. اکسیژن رأس صفحه چهاروجهی با صفحه­ی هشت وجهی مشارکت می­ کند و در داخل واحد ساختاری تشکیل صفحه­ی مشترکی از یون­های اکسیژن می­دهد و در صفحه مشترک دوسوم یون­های اکسیژن بین Si و Al شرکت کرده­اند و یک سوم بقیه­ی یون­های اکسیژن، بارهای الکتریکی خود را به وسیله­ی H+ در جهت تشکیل H خنثی و آن را تکمیل می­ کنند.
خصوصیات مهم کائولن که مصارف متعدد آن را سبب شده است می­توان به صورت زیر نام برد:

  1. از نظر شیمیایی در گستره­ی وسیعی از تغییرات pH، بدون تغییر می­ماند
  2. داشتن رنگ سفید که آن را به صورت ماده رنگی قابل استفاده می­سازد

دارا بودن خاصیت پوششی بسیار خوب

  1. نرمی و غیر سایشی بودن آن
  2. قابلیت اندک هدایت جریان الکتریسته و گرما
  3. قیمت ارزان

مهم­ترین کاربرد کائولن استفاده از آن در صنعت کاغذ به عنوان پرکننده و پوشش دهنده می­باشد. سایر منابعی که از کائولن استفاده می­ کنند به ترتیب میزان مصرف عبارتند­ از: ۱۵% سرامیک، ۶% فایبرگلاس، ۶% سیمان، ۶% پلاستیک و لاستیک، ۳% صنایع رنگ و مصرف آن در سایر صنایع ۴% می­باشد.
۱-۴-۱ کاغذ سازی
استفاده از کائولن در کاغذسازی باعث نرمی کاغذ خواهد شد و جذب جوهر، درخشندگی، ارزانی و پوشش مناسب از دیگر مزیت­های استفاده از کائولن در صنایع کاغذسازی است. کاغذ اگر حتی خخل و ناهمواری­های بین الیاف سلولزی آن به وسیله­ی پرکننده­ معدنی پر شده باشد، بمنظور استفاده در فرایند چاپی مدرن، تا زمانی که پوشش سطح را نداشته باشد، مناسب نیست. استفاده از پرکننده در خمیر کاغذ بخشی از شکاف­ها و درزهای بین الیاف سلولز را پرکرده، لذا بسیاری از نقاط ریز مرکب چاپ در این نقطه به درستی قرار نگرفته و کیفیت کار چاپ کاهش می­یابد. پوشش سطحی بر روی کاغذ باعث نرمی، جلا و قدرت جذب مرکب چاپ می­شود. کائولن به سرعت در آب پراکنده شده و به وسیله­ی ماشین­های مدرن پوشش دهنده، پوشش نازک به کاغذ داده می­شود. در صنعت تولید کاغذ، کائولن مورد استفاده باید به سرعت در آب معلق گردد. اندازه ذرات و دانه­بندی از اهمیت ویژه­ای برخوردار است.
۱-۴-۲- داروسازی
کائولن در صنعت داروسازی با ترکیب سیلیکات آلومنیوم آبدار شناخته شده است. از کائولن برای تهیه­ پمادهای مسکن درد، کاهش دردهای التهابی و معالجه­ی بیماری­های معده و روده استفاده می­شود.
۱-۴-۳- رنگسازی
استفاده از کائولن در رنگسازی پلاستیک سبب کنترل ویسکوزیته می­شود. ۱۰% کائولن در رنگسازی باعث بالا رفتن قدرت پوشش­دهی، روان کنندگی و پخش کردن رنگ می­شود. در رنگسازی از کائولن مرغوب و خالص به صورت ماده­ی رنگی و پرکننده بهره می­گیرند. اصولاً کائولن به عنوان یک بسط دهنده و ماده­ی اصلی رنگ سفید به صورت جایگزین اکسید تیتانیوم در تولید رنگ مورد استفاده قرار می­گیرد. کائولن کلسینه شده، اصلی­ترین کائولن به کار برده شده در صنایع رنگسازی است. روشن بودن رنگ ضمن ناشفاف بودن، از خصوصیات کائولن مصرفی در صنایع رنگسازی است و مشابهت خاصی با کائولن مصرفی در صنایع کاغذ دارد.
۱-۴-۴- لاستیک­ سازی
در صنعت لاستیک سازی نیز کائولن را به عنوان ماده­ی پرکننده به کار می­برند. کائولن مقاومت در برابر سایش و صلبیت آن را افزایش می­دهد. از کائولن خالص و نرم در لاستیک­های نرم نظیر کاشی­های لاستیکی و کائولن ناخالص در تهیه­ لاستیک­های سخت نظیر پاشنه و کف در کفش­ها و لاستیک خودروها استفاده می­شود. در صنایعی که ذرات درشت مزاحم است مانند صنایع لاستیک که به وسیله­ی اکستروژن شکل داده می­شوند. از کائولن کلسینه شده در صنایع لاستیک سازی به عنوان پوشش استفاده می­گردد. از خصوصیات عمده کائولن مصرفی در صنعت لاستیک سازی این است که ۵/۹۹% ذرات باید زیر ۴۴ میکرون باشد.
تعداد صفحه :۸۷
قیمت : ۱۴۷۰۰تومان

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        *       [email protected]

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

  *

[add_to_cart id=148052]

—-

پشتیبانی سایت :       

*