پایان نامه کارشناسی ارشد مطالعه ترموديناميكي جذب برخي يون هاي فلزي بر روي برگ درخت Ziziphus اصلاح شده با نانوگرافن

دانلود متن کامل پایان نامه مقطع ارشد مهندسی شیمی

گرایش : شیمی فیزیک

عنوان : مطالعه ترموديناميكي جذب برخي يون هاي فلزي بر روي برگ درخت Ziziphus اصلاح شده با نانوگرافن

دانشگاه آزاد اسلامی واحد گچساران

دانشکده علوم پایه- گروه شیمی

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد ((M.Sc))

گرایش: شیمی فيزيك

عنوان:

مطالعه ترموديناميكي جذب برخي يون هاي فلزي بر روي برگ درخت Ziziphus اصلاح شده با نانوگرافن

استاد راهنما:

دکتر يدالله سقاپور

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:

چکیده…………………………………………… 1

فصل اول: مقدمه و تئوري

1-1- مقدمه……………………………………….. 3

1-2- اهميت اندازه‌گيري يون هاي فلزي………………….. 5

1-2-1- اهميت اندازه‌گيري روي………………………… 5

1-2-2- اهميت اندازه‌گيري سرب………………………… 5

1-2-3- اهمیت اندازه‌گیری مس…………………………. 6

1-3- روش‌های جداسازی فلزات سنگین…………………….. 7

1-4- جذب سطحي…………………………………….. 7

1-4-2- عوامل موثر بر سرعت جذب سطحي………………….. 8

1-4-3-ترموديناميك جذب سطحي…………………………. 9

1-4-4- جذب سطحي و ايزوترم‌هاي جذب…………………… 10

1-5- ايزوترم جذب در سيستم تك جزئي………………….. 11

1-5-1- ايزوترم لانگموير……………………………. 11

1-5-2- ايزوترم فرندليچ……………………………. 12

1-6- سينتيك جذب………………………………….. 12

1-7- سيستم‌هاي جذب سطحي……………………………. 14

1-7-1- سيستم غير پيوسته…………………………… 14

1-7-2- سيستم بستر ثابت……………………………. 15

1-7-3- بستر ضربه زده……………………………… 16

1-7-4- بستر متحرك پايا……………………………. 16

1-7-5- بستر سيال شده……………………………… 17

1-8- جاذب‌ها……………………………………… 19

1-8-1- جاذب هاي معدني…………………………….. 20

1-8-2- جاذب هاي آلي………………………………. 20

1-8-3- بيوجاذب ها………………………………… 20

1-8-4- ويژگي هاي كلي جاذب ها………………………. 22

1-9- دسته بندي نانو مواد………………………….. 22

1-9-1- نانوذرات………………………………….. 23

1-9-2- كاربردهاي نانو ذرات………………………… 23

1-9-3- خصوصيات ويژه نانوذرات………………………. 24

1-10- معرفي گرافن………………………………… 25

1-11- كاربردهاي گرافن…………………………….. 27

1-11-1- ساخت ترانزيستورهاي كوچك با استفاده از گرافن….. 28

1-11-2- ذخيره انرژي………………………………. 29

1-11-3- ساخت تجهيزات نوري، سلول هاي خورشيدي و نمايشگرهاي لمسي انعطاف‌پذير….. 29

1-11-4- استفاده از گرافن براي كاهش زمان شارژ باطري ها… 29

1-11-5- فيزيك ذرات پرانرژي………………………… 30

1-12- كلياتي در موردكربن فعال……………………… 30

1-12-1- مواد اوليه تهيه كربن فعال………………….. 32

1-12-2- ساخت كربن فعال از ضايعات كشاورزي……………. 34

1-12-3- مراحل ساخت كربن فعال………………………. 34

1-12-4- فعال سازي كربن……………………………. 35

1-13- مروري بر كارهاي انجام شده……………………. 36

1-14- معرفي درخت كنار…………………………….. 38

فصل دوم :بخش تجربي

2-1- مواد شيميايي مورد نياز……………………….. 40

2-2- دستگاه هاي مورد استفاده………………………. 40

2-3- تهيه جاذب زغال فعال برگ درخت كنار……………… 40

2-4- محلول سازی………………………………….. 41

2-4-1- تهیه محلول های سرب، مس و روی………………… 41

2-5- روش کلی آزمایش ها……………………………. 42

2-6-بهینه کردن پارامترها………………………….. 43       

2-7-آزمایش های بررسی اثر مقدارجاذب برمیزان جذب………. 43

2-8-آزمایش های بررسی اثر pHبرمیزان سرب ومس و روی توسط جاذب برگ برگ درخت کنار اصلاح شده وجاذب نانوگرافن…. 43

2-9- آزمایش های بررسی اثر دما بر جذب سطحی فلزات سنگین (سرب، مس و روی) برروی دو جاذب برگ درخت کنار اصلاح شده و جاذب نانوگرافن………..44

2-10- آزمایش های بررسی اثر زمان بر جذب سطحی فلزات سنگین (سرب، مس و روی…….44

2-11-آزمایش های بررسی اثر غلظت اولیه محلول فلز سنگین (سرب، مس و روی) بر روی جذب سطحی… 45

2-12- انجام آزمایش های تعادلی……………………… 45

 فصل سوم:نتایج و بحث

3-1- بررسی اثر مقدار جاذب…………………………. 48

3-2- برسی اثرpH………………………………….. 51

3-3- بررسی اثردما بر جذب سطحی……………………… 54

3-4- بررسی اثر زمان تماس بین جاذب و جذب شونده……….. 57

3-5-بررسی مدل های سینتیک جذب………………………. 60

3-6- بررسی اثر غلظت اولیه بر جذب سطحی………………. 65

3-7- بررسی نحوه پیروی نتایج بامدل های ایزوترم جذب سطخی.. 66

3-8- بررسی ترمودینامیک جذب………………………… 70

3-9- مقایسه عملکرد جاذب زغال فعال برگ درخت کنار با جاذب زغال فعال برگ درخت کنار اصلاح شده با نانوگرافن… 72

منابع فارسی……………………………………… 73

منابع غیرفارسی…………………………………… 74

چکیده لاتین………………………………………. 76

چکیده:

هدف از انجام اين پژوهش، حذف فلزات سنگين سرب، مس و روي از محلول هاي آبي با استفاده از ذغال فعال توليد شده از برگ درخت كنارو برگ درخت کنار اصلاح شده با گرافن میباشد.

در اين مطالعه تاثیرpH ، زمان تماس ، دوز جاذب و دما بر روی میزان جذب این فلزات بر روی سطوح جاذب برگ درخت کنار  و برگ درخت کنار به همراه 01/0 گرافن بررسی شده اند. ایزو- ترم های جذب سطحی لانگمویر و فرندلیچ نیز مورد بررسی قرار گرفته اند. توابع ترمودینامیکی مربوط به جذب نیز تعیین شده اند . معادلات سینتیکی شبه مرتبه اول و شبه مرتبه دوم و همچنین نفوذ درون ذره ای نیز برای جذب سطحی مورد نظر بررسی شده اند.

فصل اول: مقدمه و تئوری

1-1- مقدمه

جريان پساب‌هاي خروجي از صنايع مختلف عمدتاً حاوي مقادير متفاوتي فلزات سنگين مي‌باشد علاوه براين آب هاي زير زميني نيز با توجه به محل استخراج، حاوي مقداري از اين فلزات مي‌باشند. پساب خروجي از صنايع پتروشيمي‌ و پالايشگاه‌هاي نفت و گاز، صنايع ريخته گري، صنايع توليد شيشه و…. حاوي مقادير قابل توجهي فلزات سنگين از جمله سرب، مس، جيوه، روي و كادميم مي‌باشد. اكثر اين فلزات سمي‌ مي‌باشند. تخليه اين پساب‌ها در محيط باعث ايجاد مشكلات زيست محيطي مي‌شود. این فلزات وارد زنجيره غذايي انسان شده و در بافت زنده تجمع میکنند. ارتباط انسان با فلزات سنگين در ده‌هاي اخير و با ورود تکنولوژی و توسعه صنايع شیميايي رو به افزايش بوده است[1].

استفاده از فلزات در فرايند‌هاي صنعتي و محصولات توليدي امروز نمودهايي از آن هستند: از جمله جيوه در پر كردن دندان استفاده مي‌شود، سرب در بنزين خودروها وجود دارد كه هر روزه با افزايش تعداد خودروها مقدار اين فلز سنگين در محيط زيست خصوصاً شهرهاي بزرگ رو به افزايش است. همچنين سرب در رنگ‌ها، مواد آرايشي، شامپوها و ديگر موادي كه براي مو استفاده مي‌شود وجود دارد. دهان شويه‌ها، خمير دندان و صابون‌ها نيز حاوي مقاديري فلزات سنگين از جمله سرب مي‌باشند.

در جوامع صنعتي امروز، گريزي از مواد شيميايي و فلزات سمي‌نيست. خصوصاً كه خيلي از مشاغل و حرفه‌ها مستلزم قرار گرفتن در معرض فلزات سنگين هستند. افراد در تنها بيش از 50 شغل مستلزم برخورد با جيوه هستند، مثل: پزشكان، كاركنان كارخانجات داروسازي، نقاش‌ها، كاركنان چاپ‌خانه‌ها، فلزكارها، جوشكار‌ها ، دكورسازها و سفالگرها.

تحقيقاتي كه روي اثرات سمي‌فلزات سنگين انجام شده، تائيد مي‌كنند كه اين مواد مي‌توانند مستقيماً با مختل كردن عوامل مغزي و عصبي بر رفتار انسان اثر بگذارند. فلزات سنگين بر مواد انتقال دهنده پيام‌هاي عصبي و عملكرد آنها تاثير دارند و فرايندهاي متابوليكي بي‌شماري در بدن را تغيير مي‌دهند. سيستم‌هايي كه عناصر فلزي سمي، مي‌توانند آنها را تخريب كنند يا كارشان را با مشكل مواجه كنند جاهايي مثل: خون و عروق قلبي،مسیرهای سم زدایی بدن و  مسيرهاي توليد انرژي، آنزيم ها، سيستم گوارشي، ايمني، اعصاب مركزي و محيطي، توليد مثل و مجاري ادراري هستند .

تنفس ذرات فلزات سنگين، حتي در مقادير كم مي‌توانند اثر جدي روي سلامت انسان داشته باشند. فلزات سنگين مي‌توانند واكنش‌هايي حساسيتي را افزايش دهند، جهش‌هاي ژنتيكي ايجاد كنند، با عناصر كمياب مفيد براي بدن در واكنش‌هايي بيوشيميايي رقابت كنند و نيز مثل آنتي‌بيوتيك‌ها عمل كنند و هر دو دسته مفيد و مضر باكتريها را از بين ببرند. بيشتر اثر تخريبي فلزات سمي، ناشي از افزايش اكسيد شدن راديكال‌هاي آزاد توسط آنها است. راديكال‌هاي آزاد به طور طبيعي وقتي  سلول‌ها با اكسيژن واكنش مي‌دهند (اكسايش) توليد مي‌شوند. اما در حضور فلزات سنگين سمي‌يا كمبود آنتي اكسيدان‌ها، به صورت كنترل نشده اي توليد مي‌شوند. آنتي اكسيدان‌ها مثل ويتامين‌هاي A, C, E فعاليت راديكال‌هاي آزاد را كم مي‌كنند.

فلزات سنگين همچنين مي‌توانند اسيديته خون را افزايش دهند و بدن براي حفظ pH مناسب خون، كلسيم را از استخوان‌ها بيرون مي‌كشد. به علاوه فلزات سنگين شرايطي را ايجاد مي‌كنند كه منجر به التهاب در شريان‌ها و بافت‌ها مي‌شوند كه خود باعث خروج بيشتر كلسيم به سمت بافت‌ها به عنوان بافر مي‌شود اما مشكل ديگري ايجاد ميشود، به طور مثال، سخت شدن ديواره شريان و انسداد پيشرونده.

اگر جاي كلسيم از دست رفته پر نشود برداشت دائمي‌اين ماده معدني مهم از استخوان‌ها باعث پوكي استخوان مي‌شود. مطالعاتي نشان مي‌دهد كه هر مقدار جزئي از عناصر سمي، نتايج منفي بر سلامتي دارند. كودكان و سالخوردگان كه سيستم ايمني ضعيف تري دارند در مقابل مسموميت با اين مواد، آسيب پذيرند.

2-1- اهميت اندازه‌گيري يون هاي فلزي:

1-2-1- اهميت اندازه‌گيري روي

روي براي ساخت كلاژن، جهت استحكام پوست و مو ضروري است. اين عنصر با دارا بودن خواص آنتي اكسيداني از پوست در مقابل اثرات نامطلوب اشعه فرابنفش خورشيد محافظت مي‌كند[1].

تحقيقات نشان داده اند اين عنصر داراي خواص ضد آكنه و ضد التهابي بوده و در تسريع و ترميم زخمهاي پوستي نقش دارد[1]. فلز روي در تقويت سيستم ايمني نقش بسزايي ايفا مي‌كند و از بروز بيماری ها خصوصاً سرماخوردگي جلوگيري مي‌كند. در بهبود حس چشايي خصوصاً در سالمندان نقش دارد.

در توليد هورمون هاي جنسي از جمله تستسترون نقش داشته و كمبود آن سبب نقص در دستگاه توليد مثلي مي‌شود. سبب بهبود عملكردهاي ورزشي در ورزشكاران مي‌شود. به عملكرد انسولين كمك كرده و در تنظيم قند خون نقش دارد. روي در توليد و فعالیت آنزيم‌ها، همچنين در ايجاد پروتئين موثر است.

بيشتر مواد معدني كمياب از جمله روي در صورت مصرف بيش از حد براي بدن سمي‌هستند و باعث اختلال در كار معده و ديگر عضوهاي حياتي بدن مي‌شوند.

بالا رفتن بيش از حد روي در بدن باعث استفراغ مي‌شودو همچنين باعث افزايش كلسترول بد و كاهش كلسترول خوب بدن مي‌شود. بعضي از تحقيقات نشان مي‌دهد كه مصرف خيلي زياد روي باعث كاهش عملكرد ايمني مي‌شود. مصرف زياد روي مي‌تواند با جذب مس تداخل كرده و باعث كمبود مس شود. اين موضوع بر مقدار آهن بدن اثر گذاشته و مي‌تواند منجر به كم خوني شود. مصرف زياد آهن و مس با جذب روي تداخل مي‌كند.

2-2-1- اهميت اندازه‌گيري سرب:

سرب فلزي است براق، انعطاف پذير، بسيار نرم، شديداً چكش‌خوار و به رنگ سفيد مايل به آبي كه از خاصيت هدايت الكتريكي پاييني برخوردار مي‌باشد. اين فلز شديداً در مقابل خوردگي مقاومت مي‌كند [2]. و به همين علت از آن براي نگهداري مايعاتي كه خوردگي زيادي دارند مانند اسيد سولفوريك استفاده مي‌شود.

با افزودن مقادير خيلي كم آنتیموان يا فلزات ديگر به سرب مي‌توان آن را سخت نمود. يكي از فلزات سنگين و از عوامل آلوده كننده محيط، سرب است كه با ايجاد اثرات سمي‌شديد بر روي انسان و ديگر جانداران نقش مهمي‌در آلودگي محيط زيست در قرن حاضر دارد. اين مشكل مستقيماً با مصارف زياد صنعتي آن ارتباط دارد. مصرف اين عنصر در صنايع مختلف موجب بالا رفتن ميزان آلودگي در اكوسيستم‌هاي مختلف محيطي شده و مي‌تواند به طور مستقيم و غير مستقيم باعث آلودگي محيط زيست از جمله خاك و مصرف كنندگان گردد. در نتيجه ورود مقادير متفاوت اين فلز سمي‌ به اشكال مختلف از جمله از طريق خاك به زنجيره غذائي انسان و جانداران، محيطي نامناسب براي زندگي با اثرات نامطلوب و امكان بروز بيماري‌هاي مختلف را فراهم نموده است [2]. سرب يك مخرب قوی اعصاب بوده كه در رشد و كاركرد اكثر اندام‌هاي بدن به خصوص كليه‌ها، سلول‌هاي قرمز خون و سيستم اعصاب مركزي مزاحمت ايجاد مي‌كند.

در نوزادان و كودكان، سرب رشد سيستم اعصاب مركزي و مغز را به تاخير مي‌اندازد. حتي مقادير كم سرب باعث كاهش ضريب هوشي، ناتواني در يادگيري  اختلالات رفتاري مي‌شوند. مسمومیت ناشي از سرب در كودكان بر اثر رنگ‌هاي ساختماني كه در آن‌ها از سرب استفاده مي‌شود، نيز ايجاد مي‌شود. امروزه مسموميت با سرب بيشترين خطر براي سلامتي كودكان در كشورهاي صنعتي مي‌باشد. مقدار سرب در آب آشاميدني نيز داراي اهميت مي‌باشد، به خصوص در منازل با شير آب و اتصالات ساخته شده از برنج (شامل سرب) يا، منازلي كه لوله‌ها با سرب لحيم شده‌اند.

3-2-1- اهمیت اندازه گیری مس

مس فلزی نسبتاً قرمز رنگ است که از خاصیت هدایت الکتریکی و حرارتی بسیار بالایی برخوردار می‌باشد (در بین فلزات خالص، تنها خاصیت هدایت الکتریکی نقره در حرارت اطاق از مس بیشتر است). مس برای تمام موجودات هوازی و اکثر موجودات بی‌هوازی از فلزات ضروری به شمار می‌رود [2].

درانسان عملکرد بیولوژیکی آن به عمل آنزیمی یک سری پروتئین‌های خاص و ضروری بستگی دارد. وجود مقادیر بسیار کم مس در غذاها و نوشیدنی‌ها باعث ترشیدگی و بی‌بو و بی‌رنگ شدن آن‌ها می‌شود.

وارد شدن مقدار زیادی نمک‌های مس به بدن از طریق خوردن، آشامیدن و یا تنفس هوای آلوده می‌تواند باعث ایجاد ضایعات معده‌ای – روده‌ای گردیده و اختلال در سلامتی انسان را باعث گردد. ضایعاتی نظیر همولیزه آسیب کبد و اختلالات کلیوی در اثر وارد شدن مقادیر زیادی مس در بدن گزارش گردیده است.

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 :

 

برای جستجو بر اساس موضوع های پایان نامه ها اینجا کلیک کنید

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