نویسنده : مهین یزدانی شاخالی

دانشكده : دانشکده علوم پایه

رشته/گرایش تحصيلي : مهندسی شیمی

استاد راهنما (عضو هیات علمی مرکز) : ,

چكيده : حضور فلزات سنگین سمی از جمله کبالت در خروجی سیستمهای تصفیه فاضلاب های صنعتی و آلودگی منابع آبی ناشی از آن موجبات نگرانی¬های جدی در بسیاری از کشورهای جهان است. فرآیند جذب سطحی به عنوان یکی از کاراترین و پرکاربردترین فناوری های تصفیه آب و پساب در جهان به شمار می رود. تاکنون تلاش¬های ارزنده¬ای به منظور توسعه جاذب¬های ارزان قیمت با استفاده از پسماندهای کشاورزی، صنعتی و شهری انجام شده است. پوسته برنج به عنوان یک ماده زائد جامد آلی توانایی بالایی در حذف یون فلزات سنگین از پساب دارد و می تواند در تصفیه پساب های صنعتی که از مهمترین منابع آلاینده آب و خاک به فلزات سنگین هستند، بسیار کارامد باشد. در این پایان نامه، به بررسی حذف فلز سنگین کبالت از محلول¬های آبی توسط پوسته برنج خام و اصلاح شده به روش جذب سطحی پرداخته شد. در آزمایش‌های جذب سطحی اثر پارامترهای مهم نظیر زمان تماس، مقدار جاذب، pH، دما و غلظت مورد بررسی قرار گرفت. زمان تعادل برای جاذب خام و اصلاح شده 20 دقیقه بدست آمد. مقدار بهینه جاذب 5/0 گرم بدست آمد. بررسی اثر pH از 3= pHتا 6=pH نشان داد که حداکثر جذب در 6=pH رخ می دهد. بررسی اثر تغییرات دما (10، 25 و 35 درجه سانتی گراد) نشان داد که افزایش دما اثر مثبت ناچیزی بر فرآیند دارد. درصد حذف و ظرفیت جذب کبالت در شرایط بهینه توسط جاذب خام به ترتیب 19/54% و 53/20 میلی گرم بر گرم بدست آمد. سه روش اصلاح مختلف برای جاذب به کار گرفته شد و آزمایشات جذب سطحی با استفاده از جاذبهای اصلاح شده در شرایط بهینه بدست آمده برای جاذب خام انجام شد. درصد حذف برای جاذب اصلاح شده با هیدروکلریک اسید 1/0 مولار، سدیم هیدروکسید 1/0 مولار و سدیم هیدروژن کربنات 5/0 مولار به ترتیب 84/93%، 37/99% و 55/92% می باشد. همچنین ظرفیت جذب برای این جاذبهای اصلاح شده به ترتیب 54/37، 75/39 و 02/37 میلی گرم بر گرم بود. دو مدل همدمای جذب لانگمویر و فروندلیچ جهت آنالیز داده های تعادلی در دمای 25 درجه سانتی گراد به کار گرفته شدند و تطابق خوبی بین همدمای لانگمویر و داده های تجربی مشاهده شد. برای توصیف سینتیک جذب، مدل های سینتیکی شبه مرتبه اول و شبه مرتبه دوم بررسی شدند و مدل شبه مرتبه دوم بیشترین سازگاری را با داده های تجربی داشت. پارامترهای ترمودینامیکی مانند تغییرات انرژی آزاد گیبس استاندارد (∆G0)، تغییرات آنتالپی استاندارد جذب (∆H0) و تغییرات آنتروپی استاندارد جذب (∆S0) با استفاده از داده های تعادلی در دماهای مختلف محاسبه شدند. مقادیر منفی ∆G0 در همه دماها نشان‌ داد که جذب فلز کبالت بر روی پوسته برنج فرآیندی خود به خودی است و مقادیر مثبت ∆H0 نشان داد که این فرآیند جذب گرماگیر است.

تاريخ دفاع : 1398-6-16