پایان نامه کارشناسی ارشد استخراج نقطه­ ی ابری اورانيم و اندازه­ گيری آن در نمونه ­های آبی به ويژه آب دريا

متن کامل پایان نامه مقطع ارشد :مهندسی شیمی

گرایش :پيشرفته

عنوان : استخراج نقطه­ ی ابری اورانيم و اندازه­ گيری آن در نمونه­ های آبی به ويژه آب دريا

دانشکده فنی

پایان نامه جهت اخذ درجه کارشناسی ارشد

 در مهندسی شیمی گرایش پيشرفته

 

عنوان

استخراج نقطه­ ی ابری اورانيم و اندازه­ گيری آن در نمونه ­های آبی به ويژه آب دريا

 

اساتید راهنما

دکتر محمد علی صالحی- دکتر سعيد علمدار ميلانی

 

اساتید مشاور

دکتر حسین قناد زاده گیلانی – دکتر بهروز عباسی

 

زمستان 1390

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(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

فصل 1: کلیات 1

1-1. بیان مسئله2

1-2. اورانيم و ترکيبات آن در چرخه­ی سوخت هسته­ای 3

1-2-1. مقدمه3

1-2-2. تاريخچه 4

1-2-3. خواص فيزيکی اورانيم5

1-2-4. خواص شيميایی اورانيم 6

1-2-5. خواص هسته­ای اورانیم 6

1-2-6. تنوع ايزوتوپی اورانيم7

1-2-7. پراکندگی کانی اورانيم 7

1-2-7-1. غلظت اورانيم در هوا 8

1-2-7-2. مقدار اورانيم در مواد غذايي 8

1-2-8.. راه­هاي ورود اورانيم به محيط 9

1-2-9. سميت اورانيم 9

1-2-10. اهميت اورانيم 11

1-2-11. کاربردهای اورانیم11

1-2-12. روش تهيه­ي فلز اورانيم 12

1-2-12-1. اکسيد اورانيم طبيعي 12

1-2-12-2. اورانيل نيترات 12

1-2-12-3. آمونيم اورانيل کربنات 13

1-2-12-4. اورانيم تري اکسيد 13

1-2-12-5. اورانيم دي­اکسيد 14

1-2-12-6. اورانيم تترا فلوريد 14

1-2-12-7. اورانيم هگزا فلوريد 15

فصل 2: استخراج نقطه­ی ابری و پيش­تغليظ 17

2-1. مقدمه18

2-2. استخراج نقطه ابری 19

2-2-1. مروري بر تاريخچه­ي روش استخراج نقطه­ي ابري (CPE)20

2-2-2. تاریخچه­ی مطالعاتی وتحقیقاتی استخراج نقطه­ي ابری 21

2-2-3. سيستم­های ميسلی (سورفكتانت­ها)26

2-2-4 برهم­كنش گونه­ها با ساختارهاي ميسلي 27

2-2-5. دسته بندی سورفکتانت­ها 28

2-2-5-1. سورفكتانت­هاي آنيوني 28

2-2-5-2. سورفكتانت­هاي كاتيوني 28

2-2-5-3. سورفكتانت­هاي آمفوتری (دو خصلتی) 28

2-2-5-4. سورفكتانت­هاي غيريوني 29

2-2-6. بررسي رفتار فازي سيستم­هاي سورفكتانتي 29

2-2-7. مراحل انجام روش استخراج نقطه­ي ابري 31

2-2-8. عوامل موثر بر كارآيي استخراج نقطه­ي ابري 33

2-2-9. مزايا و معايب استخراج نقطه ابری 34

2-2-10. كاربردهاي روش استخراج نقطه­ي ابري 35

2-2-10-1. استخراج نقطه­ی ابري براي آناليز تركيبات آلي 36

2-2-10-2. نمونه­هاي محيطي 37

2-2-10-3. نمونه­هاي زيستی 37

2-2-10-4. گونه­هاي زيستي و باليني 37

2-2-10-5. نمونه­هاي جامد 39

2-2-10-6. آناليز يون­های معدنی 40

2-2-10-7. كاربرد صنعتي روش استخراج نقطه­ي ابري 41

فصل 3: روش کار 43

3- مواد و دستگاه­ها44

3-1. مواد 44

3-2. دستگاه­ها 44

3-3. روش کار44

3-3-1. بررسي فرآيند استخراج نقطه­ي ابري 44

3-3-2. کاليبراسيون سيستم تعيين غلظت نمونه­هاي آبي 45

3-3-3. بهينه سازی فرآيند 46

3-3-3-1. بررسي اثر نوع سورفکتانت بر راندمان استخراج اورانيم 46

3-3-3-2. بررسي اثر نوع ليگاند بر راندمان استخراج اورانيم 46

3-3-3-3. بررسي اثر pH بر راندمان استخراج اورانيم 46

3-3-3-4. بررسي اثر غلظت سورفکتانت بر راندمان استخراج اورانيم 47

3-3-3-5. بررسي اثر غلظت ليگاند بر ميزان استخراج اورانيم 47

3-3-3-6. بررسي اثر دماي تعادل بر راندمان استخراج اورانيم 47

3-3-3-7. بررسي اثر زمان تعادل بر راندمان استخراج اورانيم 47

3-3-3-8. بررسي اثر زمان ماند در سانتريفوژ بر راندمان استخراج اورانيم 48

3-3-3-9. بررسي اثر غلظت محلول اورانيم بر ميزان استخراج اورانيم 48

3-3-3-10. کارآيی تجزيه­ای 49

3-3-3-10-1. بازيابی (درصد جداسازی) 49

3-3-3-10-2.  فاکتور پيش­تغليظ 49

3-3-3-10-3. حد تشخيص (LOD) و نحوه­ی محاسبه آن 50

فصل 4: بحث و نتيجه­گيری 52

  1. نتايج 53

4-1. کاليبراسيون سيستم تعيين غلظت نمونه­هاي آبي 53

4-2. تاثير نوع سورفکتانت بر راندمان استخراج اورانيم 53

4-3. تاثير نوع ليگاند بر راندمان استخراج اورانيم 54

4-4. تأثير pH بر راندمان استخراج اورانيم 55

4-5. تأثير غلظت سورفکتانت بر راندمان استخراج اورانيم 56

4-6. تأثير غلظت ليگاند بر ميزان استخراج اورانيم 57

4-7. تاثير دماي تعادل، زمان تعادل و زمان ماند در سانتريفوژ بر ميزان استخراج اورانيم 58

4-7-1. پارامترهای ترموديناميکی 60

4-8. تأثير غلظت اوليه­ي اورانيم بر ميزان استخراج آن 61

4-9. اثر يون­های مزاحم بر استخراج اورانيم 61

4-10. کارآيی تجزيه­ای 62

4-11. کاربرد 62

فصل 5: بحث و نتيجه­ گيری 64

5-1. جمع­بندی 65

5-2. پيشنهادات66

فهرست منابع 68

چکيده انگليسی76

فهرست جدول­ها

جدول 1-1 غلظت اورانيم در برخي سنگ­ها، پوسته­ی زمين و آب درياها 8

جدول 2-1 مقايسه­ی تعدادی از روش­های تجزيه­ای 19

جدول 2-2 جداسازی تک عنصری با استفاده از روش استخراج نقطه­ي ابری 24

جدول 2-3 جداسازی دو عنصری با استفاده از روش استخراج نقطه­ي ابری 25

جدول 2-4 جداسازی سه عنصری با استفاده از روش استخراج نقطه ي ابری 26

جدول 2-5 طبقه بندي سورفکتانت­ها 29

جدول 2-6 CMC و CPT براي شماري از سورفكتانت­هاي غيريونی30

جدول 2-7 برخي از كاربردهاي CPE در تجزيه­ي نمونه­های محيطي 38

جدول 2-8 برخي از كاربرد­هاي CPE در آناليز نمونه­هاي زيستی 38

جدول 2-9 کاربردهای استخراج نقطه­ي ابری در استخراج و پيش­تغليظ گونه­ها 42

جدول3-1 ساختار سورفکتانت­ها و ليگاندهای استفاده شده 45

جدول4-1 پرتوزايي محلول­های با غلظت­های مختلف اورانيم53

جدول4-2 کميت­های ترموديناميکی مربوط به استخراج نقطه­ی ابری يون اورانيل 61

جدول4-3 ميزان مزاحمت يون­های فلزی غير از اورانيل 62

جدول4-4 نتايج تجزيه­ و تحليل نمونه­های حقيقی 63

جدول5-1 مقايسه­ی روش پيشنهادی با ساير روش­ها 67

فهرست شکل­ها

شکل1-1 شكافت هسته­اي اورانيم 7

شکل 2-1 طرح­واره­ی استخراج نقطه­ي ابري يون روي 21

شکل 2-2 تعداد مقالات ساليانه­ی چاپ شده در زمينه­ی CPE.22

شکل 2-3 ساختار کلی يک سورفکتانت 27

شکل 2-4 تعادل بين منومرهاي سورفکتانت و ميسل در غلظت­هاي بالاتر از غلظت بحراني ميسل 27

شکل2-5 ساختارهاي منظم مولکولي ايجاد شده توسط مولکول­هاي سورفکتانت 27

شکل2-6 نمودار فازي براي سورفكتانت­هاي غيريوني و سورفكتانت­هاي دو خصلتی 29

شکل2-7 نمايش طرح­وار استخراج نقطه­ی ابري، حل شدن آناليت­ها در مجموعه­ی ميسلي32

شکل2-8 طرح­واره­ای از کاربرد صنعتي روش استخراج نقطه­ی ابري.41

شکل4-1 منحنی تغييرات ميزان پرتوزايي بر حسب غلظت 53

شکل4-2 تاثير نوع سورفکتانت بر راندمان استخراج اورانيم 54

شکل4-3 اثر ترکيب سورفکتانت­ها بر راندمان استخراج اورانيم 54

شکل4-4 تغييرات راندمان استخراج اورانيم با نوع ليگاند 55

شکل4-5 توزيع کمپلکس­هاي U(VI) –HQ 8  به صورت تابعي از pH 56

شکل4-6 راندمان استخراج اورانيم به صورت تابعي از pH محيط 56

شکل4-7 راندمان استخراج اورانيم به صورت تابعي از غلظت سورفکتانت 57

شکل4-8 راندمان استخراج اورانيم به صورت تابعي از غلظت ليگاند 58

شکل4-9 تغييرات راندمان استخراج اورانيم با دمای تعادلی 59

شکل4-10 راندمان استخراج اورانيم به صورت تابعي از زمان انکوباسيون 59

شکل4-11 راندمان استخراج اورانيم بر حسب زمان ماند در سانتريفوژ 59

شکل4-12 تغييرات لگاريتم ضريب پيش­تغليظ با عکس دما 60

شکل4-13 راندمان استخراج اورانيم به صورت تابعي از غلظت اوليه­ی اورانيم 61

چکيده

يک روش جديد مبتنی بر استخراج نقطه­ي ابری به منظور استخراج اورانيم از نمونه­های آبی و اندازه­گيری آن با استفاده از طيف سنجی آلفا بر پايه سوسوزنی مايع مورد بررسی قرار گرفته ­است. استخراج اورانيم از نمونه­های آبي در حضور تعدادی از سورفکتانت­ها و معرف­های کي­ليت ساز قابل دسترس با استفاده از اين روش انجام پذيرفته است. يون­های کی­ليت ساز با تشکيل کمپلکس در دمای بالای دماهای بالاتر از نقطه­ی ابری به درون فاز غنی از سورفکتانت استخراج گرديد. تفکيک کامل فازها با استفاده از سانتريفوژ به انجام رسيد. پس از جدايي فازها، ميزان اورانيم موجود در فاز آبي با استفاده از دستگاه شمارگر سوسوزن مايع اندازه­گيری و به اين ترتيب راندمان استخراج محاسبه و ليگاند و سورفکتانت مناسب انتخاب گرديد. هم­چنين عوامل مؤثر بر فرآيند استخراج نقطه­ی ابری اورانيم شناسايی و ميزان تأثير اين عوامل (pH محيط، غلظت ليگاند، غلظت سورفکتانت، تداخل يون­های مزاحم، دما و زمان تعادل، زمان ماند در سانتريفوژ) مورد ارزيابی قرار گرفت. شرايط بهينه برای استخراج اورانيم از محلول­های آبی با بهره­گيری از روش استخراج نقطه­ی ابری تعيين گرديد. در شرايط بررسی شده راندمان استخراج بالا بوده (99%) ومنحنی کاليبراسيون در گستره­ی 4-10×25/6 تا 1/0 ميکروگرم بر ليتر خطی است. هم­چنين ضريب همبستگی 99/0 نشان دهنده­ی رابطه­ی خطی مناسب بين غلظت گونه­ها و سيگنال تجزيه­ای مي­باشد. حد تشخيص (LOD) محاسبه شده، که عبارت است از 3 برابر نسبت انحراف معيار شاهد به شيب منحنی کاليبراسيون m)/ Sd3(، برابر 1/0 ميکروگرم بر ليتر  به ازای 50 ميلي­ليتر نمونه مي­باشد. ضريب پيش­تغليظ که از نسبت غلظت گونه­ی مورد نظر در فاز سورفکتانتی به غلظت آن در فاز آبی محاسبه مي­شود 5/48 به­دست آمد.

روش پيشنهاد شده، برای اندازه­گيری اورانيم در نمونه­های حقيقی آب به­کار گرفته شد. دو نمونه آب شير و آب دريا مورد اندازه­گيری قرار گرفت. آزمايش­های افزايش و بازيابی نيز انجام شد و بازيابی بين 9/98 و 23/113 ذرصد بود. نتايج، دقت و عملی بودن روش برای تجزيه­ی نمونه­هايی از اين نوع را نشان داد.

فصل 1

کليات

1-1- بیان مسئله

آب در صنعت، کشاورزی و محيط زيست نقش مهمی را بازی مي­کند. اکثر مردم جهان از کمبود يا آلودگی آب رنج مي­برند[1].

آلودگي سامانه­هاي آبي به مواد آلي، فلزات سنگين و مواد پرتوزا يكي از مهم­ترين مشكلات جوامع صنعتي يا نيمه صنعتي است. برای رفع اين مشكل در طول سال­هاي اخير تلاش­هاي زيادي براي معرفي و توسعه­ی روش­هايي براي حذف آلودگي­ها از منابع آبي انجام شده است. اما آلودگي آب مشكلي است كه با پيشرفت فعاليت­هاي صنعتي و هم­چنين كشاورزي رو به گسترش و فزوني است. بسياري از آلاينده­ها حتي در غلظت­هاي بسيار پايين اثرات زيان­باري برروی سلامتي انسان و محيط زيست دارند .

در دهه­هاي اخير، توسعه­ی روش­هاي استخراج و يا جداسازي مواد آلاينده­ی آلي كه به ميزان بسيار کمی در منابع زيست محيطي حضور دارند مورد توجه خاص قرار گرفته است. مسايل و معضلات فراواني كه حضور يون­هاي فلزي در نمونه­ها به همراه دارد،بر ضرورت تشخيص واندازه­گيري آن­ها در مقادير كم مي­افزايد. از آن­جايي­كه در بسياري از موارد مقدار اين يون­های فلزی کمتر از حد تشخيص دستگاه­هاي تجزيه­اي است و به دليل پيچيده بودن بافت نمونه و حضور گونه­هاي مزاحم به ويژه در نمونه­هاي زيستی و زيست محيطي، اندازه­گيري مستقيم يون­هاي فلزي ميّسر نيست. لذا انجام عمليات آماده سازي نمونه از جمله عمليات استخراج و پيش تغليظ به منظور تغيير بافت نمونه و افزايش غلظت گونه­ی مورد نظر به نحوي كه قابل تشخيص و اندازه گيري با دستگا ه­هاي تجزيه­اي باشد ضروری است.

طي سال­هاي اخير تلاش­هاي زيادی در جهت ابداع روش­هاي نوين براي اندازه­گيري مقادير اندك گونه­ها در نمونه­هاي مختلف انجام پذيرفته و در اين زمينه پيشرفت­هاي چشم­گيري حاصل شده است. آماده سازي نمونه که شامل تبديل بافت نمونه­ي حقيقي به بافتی است كه براي تجزيه با تكنيك جداسازي و يا روش­هاي ديگر مناسب باشد، عموماً وقت­گيرترين مرحله­ي آناليز محسوب مي­شود. آماده سازي نمونه مي­تواند منشأ عمده­ي پايين بودن دقت وصحت روش باشد. به­طور كل آماده­سازي نمونه به منظور تحقق اهداف زير صورت مي­گيرد:

1- حذف مزاحم­هاي بالقوه از نمونه با هدف افزايش گزينندگی روش،

2- پيش­تغليظ گونه­ی مورد نظر ، افزايش حساسيت روش و در صورت لزوم تبديل گونه به شكلي كه براي جداسازي يا شناسايي مناسب­تر باشد.

3- مهيا نمودن روشي تكرار پذير و قوي كه مستقل از تغييرات در بافت نمونه باشد.

اساسي­ترين مرحله­ی آماده سازي نمونه، فرآيند استخراج مي­باشد كه به منظور جدا كردن و پيش­تغليظ مقادير كم گونه از بافت نمونه (جامد، مايع يا گاز) به كار مي­رود. روش استخراجي آرمانی روشي است كه سريع، ساده, تكرارپذير و ارزان بوده، بازيابي كمّي گونه­هاي مورد نظر را بدون از دست دادن يا تخريب آن­ها ممكن سازد. با حجم كم نمونه انجام پذيرد، از گزينندگی بالا برخوردار باشد، استفاده از حلال در آن به حداقل برسد و از قابليت اتوماسيون و استفاده به­صورت پيوسته با سيستم­هاي تجزيه­اي برخوردار باشد، و در نهايت نيازي به تغليظ و كاهش حجم فاز استخراجي نداشته باشد.

تعداد صفحه : 92

قیمت :14700 تومان

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.

:        ****       info@elmyar.net

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.

***  *** ***

جستجو در سایت : کلمه کلیدی خود را وارد نمایید :

 
 

مطالب مشابه را هم ببینید

 

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های دانشگاهی است. مطالب مشابه را هم ببینید. برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید