(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

چكیده 1

فصل اول: مقدمه. 2

1-1- مقدمه. 3

1-2- بنتونیت… 4

1-3- زئولیت… 4

1-4- کائولن.. 5

1-4-1- کاغذ سازی.. 6

1-4-2- داروسازی.. 6

1-4-3- رنگ سازی.. 7

1-4-4- لاستیک­سازی.. 7

1-4-5- سرامیک سازی.. 7

1-4-6- خاک رس­ها 7

1-5- جذب سطحی.. 8

1-5-1- دامنه جذب سطحی.. 9

1-5-2- کاربرد جذب سطحی.. 8

1-5-3- توسعه و فن­آوری جذب سطحی.. 11

1-5-4- جذب فیزیکی.. 11

1-5-5- جذب شیمیایی.. 11

1-6- عوامل موثر در فرآیند جذب سطحی.. 12

1-6-1- سطح تماس… 12

1-6-2- غلظت… 13

1-6-3- دما 13

1-6-4- pH.. 13

1-6-5- اندازه مولکول­های جذب شونده 13

1-6-6- نوع خواص جسم جاذب… 13

1-7- ایزوترم جذب… 14

1-8- سرعت جذب سطحی.. 14

1-9- سینتیک و ترمودینامیک… 15

1-10- استفاده همزمان از عوامل ترمودینامیکی و سینتیکی.. 16

1-11- تفاوت­های سینتیک و ترمودینامیک… 16

1-12- جاذب­ها 17

1-12-1- جاذب­های متداول و رایج.. 18

1-12-1-1- کربن­های فعال شده 18

1-12-1-2- استخوان چوب… 19

1-12-1-3- جادب­های پلیمری.. 20

1-12-1-4- سیلیکاژل. 20

1-12-1-5- آلومین فعال شده 20

1-13- انواع رنگ… 21

1-13-1- رنگ­های طبیعی.. 21

1-13-2- رنگ­های شیمیایی.. 21

1-14- مواد رنگزای راکتیو. 22

فصل دوم: پیشینه تحقیق.. 25

2-1- مقدمه. 27

2-2- مروری بر مطالعات گذشته. 28

فصل سوم: تجربی.. 33

3-1- روش آزمایش… 34

3-2- مواد مورد استفاده 34

3-3- وسایل و دستگاه‌های مورد نیاز. 34

3-4- تهیه محلول رنگی.. 33

3-4-1- رنگ راکتیو نارنجی.. 35

3-5- روش تهیه جاذب… 36

3-6- اندازه ­گیری qe 34

فصل چهارم: نتایج و بحث… 38

4-1- بررسی ساختار مدل آلوده کننده و جاذب‌ها 37

4-1-1- طیف FTIR.. 39

4-1-2- تصویر میکروسکوپی (SEM) 43

4-1-3- بررسی ساختار بلورها توسط پرتوهای ایکس (XRD) 43

4-2- بهینه سازی پارامترهای مختلف در حذف رنگ راکتیو نارنجی.. 43

4-2-1- اثرpH.. 43

4-2-2- اثر مقدار جاذب (m) 47

4-2-3- اثر غلظت رنگ راکتیو نارنجی.. 46

4-2-4- اثر مدت زمان تماس… 48

4-2-5- اثر دما 49

4-3- سینتیک جذب… 51

4-3-1- بررسی سینتیک جذب راکتیو نارنجی روی Bentonit/CTAB.. 52

4-3-2- بررسی سینتیک جذب راکتیو نارنجی روی Kaolin/CTAB.. 56

4-3-3- بررسی سینتیک جذب راکتیو نارنجی روی Clay/CTAB.. 56

4-4- ایزوترم جذب… 60

4-4-1- بررسی ایزوترم جذب راکتیو نارنجی روی Bentonit/CTAB.. 61

4-4-2- بررسی ایزوترم جذب راکتیو نارنجی روی Kaolin/CTAB.. 64

4-4-3- بررسی ایزوترم جذب راکتیو نارنجی روی Clay/CTAB.. 64

4-5- پارامترهای ترمودینامیکی.. 67

4-6- نتیجه گیری.. 71

منابع و مؤاخذ. 73

چكیده

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 فرآیند حذف رنگ از فاضلاب می­شوند. در این تحقیق، جذب رنگ راکتیو نارنجی روی Bentonit/CTAB، Kaolin/CTAB و Clay/CTAB توسط فرآیند 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 60 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.

 

1-1- 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 60 تا 70 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: 1- آبهای زیرزمینی 2- آبهای سطحی .ناخالصی­هایی که ممکن است در منابع آب موجود باشند به دو دسته جامدهای معلق و محلول تقسیم می­شوند [1].

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.

1-2- بنتونیت

 بنتونیت از ورقه­های آلومینا و سیلیکا با پیوند سست تشکیل شده که می ­تواند در محیط آبی به ذرات با ابعاد 003/0 میکرومتر ضخامت و 01/0 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 400 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.

1-3- 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 شده­اند. 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 10- 3 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 40 نوع کانی زئولیت طبیعی کشف و بیش از 150 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.

 1-4- 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:

از نظر شیمیایی در گستره­ی وسیعی از تغییرات pH، بدون تغییر می­ماند
داشتن رنگ سفید که آن را به صورت ماده رنگی قابل استفاده می­سازد
دارا بودن خاصیت پوششی بسیار خوب

نرمی و غیر سایشی بودن آن