دانلود مقاله جذب یون های سزیم و استرانسیم از محیط های آبی توسط نانوکامپوزیت مغناطیسی زئولیت - مگنتیت

word قابل ویرایش
6 صفحه
21700 تومان

مقدمه: سزیم و استرانسیم به علت نیمه عمر طولانی و بازده تولید بالا در فرایند شکافت هستهای، از مهمترین رادیونوکلئیدهای موجود در پسمانهای رادیواکتیو به شمار میروند. پسمانهای رادیواکتیو حاوی این رادیونوکلئیدها از مهمترین و خطرناکترین آلایندههای زیست محیطی میباشند و تصفیه آنها مورد توجه ویژه قرار گرفته است.[1,2] استفاده از جاذب های معدنی و بویژه زئولیت ها به علت پایداری بالا در برابر تشعشع و دمای بالا، ظرفیت جذبی و گزینش پذیری مناسب مورد توجه ویژه قرار گرفته اند. به علاوه با تغییر سایز جاذب ها از میکرومتر به مقیاس نانو علاوه بر افزایش ظرفیت، سینتیک فرایند جذب نیز به شدت قابل افزایش است[3] اما یکی از مشکلات اساسی در استفاده از نانوجاذب ها و جاذب های پودری میکرومتری، جداسازی آنها از محیط، پس از سنتز و همچنین تکمیل فرایند جذب است. سنتز و استفاده از کامپوزیت های مغناطیسی می تواند راه حل این معضل باشد.[4-6] پس از فرایند تعویض یون، جاذب با استفاده از یک آهنربای دائمی یا الکتریکی به سادگی و به سرعت از محیط جذب جدا می شود. در این تحقیق نانوکامپوزیت مغناطیسی که به اختصار MZNC نامیده می شود، ساخته شد. در مرحله اول ساخت


996


نانوکامپوزیت، نانوزئولیت A سنتز و در مرحله دوم نانوذرات مگنتیت بر روی آنها تشکیل داده شد. سپس قابلیت جذبی آنها به منظور حذف یون های سزیم و استرانسیم بررسی شد.

-2 بخش تجربی

-1-2 مواد و تجهیزات: تترااتیل اورتو سیلیکات (TEOS, 98%) ، تترامتیل آمونیوم هیدروکساید (TMAOH, 25%)، تترامتیل آمونیوم برماید (TMABr, 98%) و آلومینیوم ایزوپروپکساید (97%) برای سنتز نانوزئولیت استفاده شد. به منظور سنتز اکسید آهن ازFeCl3-6H2O وFeCl2-4H2O ومحلول غلیظ آمونیاک از شرکت مرک استفاده شد. به منظور جداسازی کامپوزیت مغناطیسی از محلول، از یک آهنربای دائمی استفاده شد. غلظت یون های سزیم و استرانسیم با دستگاه نشر اتمی القایی مدل (GBC integra XL) اندازهگیری شد.


-2-2 سنتز نانوکامپوزیت مغناطیسی: نانوکامپوزیت طی یک فرایند دو مرحله سنتز شد. در مرحله اول، نانوزئولیت سنتزشد. به منظور سنتز نانوزئولیت محلول TMAOH، سود، آلومینیوم ایزوپروپکساید و TMABrبا هم مخلوط می شوند تا یک محلول شفاف تشکیل شود (محلول .(1 محلول TMAOH و TEOS با اتانول مخلوط شده و برای 2 ساعت همزده می شود تا یک محلول هموژن دیگر تشکیل شود (محلول .(2 دو محلول تهیه شده با هم مخلوط شده و به منظور انجام عمل کریستاله کردن، برای 60 ساعت در دمایœC 98 حرارت داده شدند.

در مرحله دوم به منظور سنتز نانوکامپوزیت، مخلوط مرحله اول در یک بالون تهگرد به مدت 1 ساعت با استفاده از گاز N2 اکسیژن زدایی شد. سپس مخلوطی از محلولهای 1 مولار FeCl3-6H2O و 2 مولار FeCl2-4H2O (در HCl با غلظت2 مولار) که به مدت 5 دقیقه اکسیژن زدایی شده بود به مخلوط در حال به هم خوردن با یک همزن مکانیکی با سرعت 1500 دور در دقیقه، قطره قطره اضافه شد. بلافاصله پس از اضافه شدن مخلوط کلرید های آهن، رسوب سیاه رنگی تشکیل شد. نانوکامپوزیت سنتز شده با استفاده از آهنربا از محلول جدا و چهار مرتبه با استفاده از آب دوبار تقطیر و اکسیژن زدایی شده، شستشو داده شد. سپس در دمای 60°C خشک و برای مراحل بعدی مورد استفاده قرار گرفت.

-3-2 فرآیند جذب: جهت انجام فرآیند جذب، 0/1 گرم از جاذب در مجاورت 10 میلـی لیتـر محلـول بـه مدت زمان های مشخص، در دمای 25 درجه سانتیگراد به هم زده شـد. در مطالعـه ایزوتـرم جـذبی، غلظـت محلول یون های سزیم و استرانسیم 0/1-0/001 نرمال بود. پس از جداسازی جاذب با استفاده از یک آهنربـا,

997


غلظت یون های سزیم و استرانسیم باقیمانده بـا اسـتفاده از دسـتگاه ICP-AES انـدازه گیـری شـد. مقـدار ظرفیت جذب (q) از رابطه زیر محاسبه شد.
q = (Ci - C f) × V/m (1)


در این رابطه Ci و Cf به ترتیب غلظت محلول قبل و بعد از فرایند جذب است. V حجم محلول و m مقدار جاذب است.

-3 نتایج و بحث:


-1-3 تعیین ساختار نانوکامپوزیت سنتز شده: به منظور شناسایی ساختار زئولیت و کامپوزیت سنتز شده آزمون XRD انجام شد. نتایج حاصله در مقایسه با طیف مرجع زئولیت A در شکل (1) نشان داده شده است. مقایسه الگوی نانوکامپوزیت با طیف مرجع نشان داد که زئولیت سنتز شده دارای ساختار کریستالی زئولیت A می باشد. خط طیفی دیده شده در 35/55 œ= 2 مربوط به اکسید آهن به فرم مگنتیت است. وجود خطوط طیفی زئولیت A و مگنتیت تایید کننده سنتز نانوکامپوزیت مغناطیسی مدنظر می باشد. بر اساس معادله شرر سایز ذرات نانوزئولیت و مگنتیت در نانوکامپوزیت به ترتیب 65/8 و 23/3 نانومتر تخمین زده شد.

شکل –1 الگوی XRD نانوکامپوزیت((MZNC در مقایسه با مرجع زئولیتA


-2-3 بررسی اثر زمان تماس: شکل 2 اثر زمان تماس بر میزان جذب سزیم و استرانسیم توسط نانوکامپوزیت زئولیت A در مقایسه با یک کامپوزیت مغناطیسی مشایه در ابعاد میکرومتری را نشان می دهد. در مورد تمامی جاذبها، سرعت جذب در مراحل اولیه بالا و به تدریج با گذشت زمان کاهش یافته و پس از رسیدن به تعادل، ثابت می شود. از آنجاکه واکنش تبادل یون یک واکنش تعادلی و استوکیومتری است، با

998

h = k2 qe2

t/qt = 1/( k2qe2) + (1/qe)t


افزایش زمان تماس فازهای محلول با کامپوزیتها، واکنش تعویض به سمت کامل شدن و تعادل نزدیک می شود. در نتیجه میزان جذب افزایش یافته و سپس ثابت می شود. شیب منحنی جذب در ابتدا بسیار زیاد بوده که نشان دهنده سرعت بالای فرایند جذب است. در 30 دقیقه ابتدایی بیش از 80% از ظرفیت جذب کامپوزیت برای سزیم و استرانسیم بدست می آید. این مقدار برای نانوکامپوزیت تنها در 15-20 دقیقه اول بدست می آید. این نتایج نشان می دهد که سرعت فرایند جذب توسط نانوکامپوزیت بسیار سریعتر از کامپوزیت است. این سرعت بالای جذب را می توان ناشی از ابعاد نانومتری ذرات نانوکامپوزیت دانست.

شکل- 2 اثر زمان بر روی میزان جذب سزیم و استرانسیم توسط کامپوزیت((MZC و نانوکامپوزیت((MZNC


به منظور ارزیابی سرعت فرایند جذب و تعیین مرحله تعیین کننده سرعت، برازش داده های تجربی اثر زمان بر میزان جذب در معادله سینتیکی شبه درجه دوم بررسی و پارامترهای سینتیکی استخراج شد. مدل سینتیکی شبه درجه دوم بعد از انتگرالگیری در شرایط حدی، به صورت معادله (2) نوشته می شود. در این معادله k2 ثابت سرعت جذب شبه درجه دوم (g mg- 1 min -1) است. پارامتر سرعت اولیه جذب، mmol g-) h

(1 min-1 نیز از رابطه (3) قابل محاسبه است. (جدول (1 (2)

(3)

داده های تجربی با این مدل با ضرایب همبستگی بسیار خوبی برازش می شوند که نشان می دهد سرعت کلی فرایند جذب توسط یک مرحله جذب شیمیایی کنترل می شود. مقایسه ثابت سرعت جذب توسط نانوکامپوزیت با کامپوزیت نشان داد که جذب توسط نانوکامپوزیت با سینتیک سریع تری انجام می شود. این سینتیک سریع را می توان با توجه به ابعاد نانومتری زئولیت توجیه کرد.

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
word قابل ویرایش - قیمت 21700 تومان در 6 صفحه
سایر مقالات موجود در این موضوع

دانلود مقاله استخراج و پیش تغلیظ یون های جیوه ( II ) از پسابهای صنعتی و نمونه های آبی با استفاده از رزینهای کاتیونی و اندازه گیری بوسیله جذب اتمی - بخار سرد

word قابل ویرایش
8 صفحه
21700 تومان
دسته بندی : مقالات رشته شیمی
چکیدهدر این تحقیق که با دو هدف سلامت محیط زیست و همچنین بهبود کیفیت محصول کاستیک تولیدی واحدهای کلرآلکالی صنعت پتروشیمی انجام شده است، با استفاده از نوعی رزین کاتیونی تبادل یونی اقدام به جذب سطحی جیوه از محیط های آبی و قلیایی نمودیم. از آن جا که جیوه سومین فلز سمی جهان است، سازمان سلامت جهانی حد قابل قبول آن ...

دانلود مقاله بررسی سینتیک جذب و تاثیر دبی ، غلظت و ولتاژ اعمال شده در روش الکترودیونیزاسیون به منظور حذف استرونسیوم از محلولهای آبی

word قابل ویرایش
6 صفحه
21700 تومان
دسته بندی : مقالات رشته برق
افزایش فعالیت نیروگاههای هستهای و آزمایشگاههای هستهای سرچشمه پسماندهای هستهای است که در محیطزیست آزاد میشوند .[1] برای رسیدن به استانداردهای تعیین شده در قوانین ملی، باید روی پسمانها عملیات شامل کاهش حجم و کاهش ترکیبات رادیواکتیو مواد محلول در پساب انجام شود. از روشهای عملیات بر روی پساب رادیواکتیو میتوان رسو ...

دانلود مقاله عملکرد زیست تودة مردة جلبک فوکوس سراتوس برای جذب زیستی همزمان کادمیوم و نیکل از محیط آبی

word قابل ویرایش
11 صفحه
21700 تومان
مقدمه فلزات سنگین، سمیترین آلایندهها در محیط زیست هستند که علاوهبر ایجاد برخی عوارض سوء نظیر حساسیت، بیماري، مسمومیت و مرگ انسان، وارد زنجیرة غذایی میشوند و حتی جهشزایی و سرطان نیز ایجاد میکنند. این فلزات سنگین از منابع گوناگون مانند فرسایش طبیعی مواد، بارشهاي جوي، فورانهاي آتشفشانی، خاك، فاضلابها، دفن بهداش ...

مقاله مدلسازی جذب H2S بر روی زئولیت 13X در فرآیند خالصسازی گاز طبیعی

word قابل ویرایش
15 صفحه
27700 تومان
دسته بندی : مقالات گوناگون
*** این فایل شامل تعدادی فرمول می باشد و در سایت قابل نمایش نیست *** مدلسازي جذب H2S بر روي زئولیت 13X در فرآیند خالصسازي گاز طبیعی چکیده از جمله منابع اصلی آلودگی هوا میتوان به سولفیدهیدروژن اشاره نمود؛ که به سبب فرآیند شیمیایی بر روي موادي از قبیل زغال سنگ، گاز طبیعی و گازهاي سنتزي تولید میگردد. فرآیند ج ...

مقاله پیشنهاد Reality Television درفناوری نوین تلویزیون مبتنی بر پروتکل اینترنت با درنظرگرفتن شاخص جذب مخاطب

word قابل ویرایش
11 صفحه
27700 تومان
دسته بندی : مقالات گوناگون
پیشنهاد Reality Television درفناوري نوین تلویزیون مبتنـی بر پروتکل اینتـرنـت با درنظرگرفتن شاخص جذب مخاطب چکیده عامل اساسی تحول را نه در زیر بناي فنی- اقتصادي و جمعیتی بلکه در نظامهاي ارتباطی پخش اطلاعات و پیامها می دانیم. در همه جا و در تمام شرایط تمدن خط و کتابت با مقاومت تمدن محاوره اي مواجه بوده، فرهن ...

مقاله غنی سازی نانورس ها با کربنات به منظور استفاده در پروژه های ژئوتکنیک زیست محیطی برای جذب آلاینده های فلز سنگین

word قابل ویرایش
14 صفحه
27700 تومان
دسته بندی : مقالات گوناگون
غني سازي نانورس ها با کربنات به منظور استفاده در پروژه هاي ژئوتکنيک زيست محيطي براي جذب آلاينده هاي فلز سنگين خلاصه در سال هاي اخير استفاده از نانورس ها در پروژه هاي مختلف مهندسي گزارش شده است . معذالک در زمينه کاربرد ژئوتکنيک زيست محيطي نانورس ها، تحقيقات قابل توجهي صورت نگرفته است . در اين مقاله امکان ا ...

مقاله حذف پنی سیلین G از محلول های آبی با استفاده از پوسته میوه بلوط اصلاح شده با اسید سولفوریک : بررسی ایزوترم و سینتیک جذب

word قابل ویرایش
18 صفحه
27700 تومان
دسته بندی : مقالات گوناگون
*** این فایل شامل تعدادی فرمول می باشد و در سایت قابل نمایش نیست *** حذف پني سيلين G از محلول هاي آبي با استفاده از پوسته ميوه بلوط اصلاح شده با اسيد سولفوريک : بررسي ايزوترم و سينتيک جذب چکيده زمينه و هدف : آنتي بيوتيک ها آلاينده هاي بالقوه خطرناکي هستند که به دليل اثرات سمي آنها بر روي زنجيره غذايي وجري ...

مقاله تهیه و بررسی ویژگی های نانوکامپوزیت ها بر پایه پلی تیوفن و اکسید نقره در محیط آبی در حضور سورفکتانت های DBSNa و PEO

word قابل ویرایش
7 صفحه
27700 تومان
دسته بندی : مقالات گوناگون
تهیه و بررسی ویژگی های نانوکامپوزیت ها بر پایه پلی تیوفن و اکسید نقره در محیط آبی در حضور سورفکتانت های DBSNa و PEO چکیده در سالهای اخیر پلیمرهای هادی به عنوان پلیمرهای هتروسیکل مزدوج ، توجه ویژه ای را در ساختارهای کامپوزیت و نانوکامپوزیت به خود جلب کرده اند. پلی تیوفن و مشتقات آن به عنوان عضوی از خانواده ...