بخشی از مقاله
چکیده
در این تحقیق از فرآیند جذب سطحی جهت جداسازی کادمیم از محلول آبی توسط پلی پیرول و نانو کامپوزیت هایش استفاده شده است. کامپوزیت و نانوکامپوزیت های پلی پیرول به روش پلیمریزاسیون شیمیایی توسط کلرید آهن - III - به عنوان اکسیدان و در حضور پایدارکننده های مختلف از قبیل پلی وینیل الکل، پلی اتیلن اکساید و نانو ذرات اکسید نقره در محیط آبی تهیه شده اند. خواص محصولات و تعیین غلظت محلول به ترتیب با استفاده از دستگاه های میکروسکوپ الکترونی - SEM - و پراش اشعه ایکس - XRD - و طیف سنجی پلاسمای جفت شده القایی - ICP - مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که حضور اکسید فلزی و پایدار کننده باعث ریزتر شدن و یکنواخت تر شدن ذرات محصولات می گردد و هرچه این ذرات ریزتر باشند جداسازی کادمیم بهتر است.
واژه های کلیدی: پیرول، نانو کامپوزیت، مورفولوژی، طبیعت کریستالی، جذب کادمیم.
-1مقدمه
فلز سنگین، فلزی است که عدد اتمی آن بالاتر از 20 و چگالی آن بیش از 5 gr/ باشد. از جمله آنها می توان کادمیم،کروم، مس، کبالت، سرب ، نیکل ، آرسنیک، جیوه، آلومینیوم، روی و غیره را نام برد که اکثراین فلزات جزفلزات واسطه می باشند - Raut et al,2012 - .انسان ها در معرض فلزات سنگین از طریق استنشاق هوای آلوده، مصرف آب آشامیدنی آلوده، خاک آلوده، ضایعات صنعتی یا مصرف موادغذایی آلوده قرار می گیرند و می توانند پیامدهای خطرناک برای سلامتی داشته باشند. کادمیم یکی از فلزات سنگین است که به همراه روی و جیوه در یک گروه قرار گرفته اند. میزان فراوانی این عناصر در طبیعت نسبتا پایین است ولیکن بخاطر سهولت استخراج آنها از کانیها ، مدت های طولانی است که شناخته شده اند.کانیهای کادمیم کمیاب هستند ولی این فلز بخاطرتشابه با روی، از طریق جانشینی همریختی تقریبا در تمام کانیهای روی یافت می شود.
کادمیم فلزی سفید رنگ وبراق است اما قابل کدر شدن می باشد.این فلز باوجود سنگین بودن به طور قابل ملاحظه ای فرار می باشد - آلبرت کاتن و ویلکینسون، . - 1370 مسمومیت حاد عمدتا از طریق استنشاق گازهای آلوده با کادمیم و یا از طریق خوراکی ایجاد می گردد. تحریک موضعی از علایم مسمومیت با این فلز بوده و اختلالات گوارشی شامل تهوع، استفراغ، درد شکم، افزایش ترشحات بزاق، احساس لرز وسرما و ضعف و از دست دادن هوش می باشند و مرگ در اثرتورم ریه اتفاق می افتد. مسمومیت از طریق استنشاق موجب تحریک مخاط سیستم تنفسی می شود و سوزش وتحریک گلو ، سرفه ، درد قفسه سینه و سرگیجه نیز ممکن است ایجاد گردد.
مسمومیت مزمن از طریق مجاری تنفسی و تنگی نفس ایجاد می شود - احمدی زاده، 1376 و ثنایی، . - 1371 فرایند جذب سطحی یکی از روش های مناسب برای حذف فلزات سنگین از محلول آبی می باشد - Guptaet al, 2004, 225- 232 - .پلیمرهای هادی در سال 1970 کشف و به بازار عرضه شدند. این پلیمرها یک طبقه جدید مهیج از مواد الکترونیکی هستند که بعد ازکشفشان درسال 1977 توجه بسیاری به خود جلب کرده اند. از کاربردهای پلیمرهای هادی می توان به رنگ رسانا - Eisazadeh et al. 1993, 241-245 - ، سپرهای محافظ در مقابل میدان الکترومغناطیسی - Dhawan et al, 2002, 389-393 - ، جداسازی فلزات سنگین - Eisazadeh, 2007, 1964-1967; Eisazadeh, 2008, 10-13 - ، جداسازی گازها - Anderson et al, 1991, 1412-1414 - ، غشا - Misoska et al, 2001, 8571-8579 - اشاره کرد. - Eisazadeh et al,
در بین پلیمرهای هادی، پلی پیرول به علت زیست سازگاری، سهولت سنتز، رسانایی الکتریکی بالا، پایداری حرارتی و محیطی مورد توجه فراوانی قرار گرفته است . - Joo et al, 2000, 5131-5136 - اما خواص مکانیکی پایین، تردی، پروسه ناپذیر بودن و انحلال ناپذیری این پلیمر در حلال های معمولی اصلی ترین مانع در کاربرد آن محسوب می گردد. برای رفع این مشکلات و بهبود خواص فیزیکی وساختاری چندین روش وجود دارد که تهیه کامپوزیت یا ترکیب با مواد مختلف یکی از روش های رایج می باشد1992, 341-344 - .در این تحقیق به سنتز کامپوزیت و نانو کامپوزیت پلی پیرول با استفاده از پایدارکننده های مختلف از قبیل پلی وینیل الکل و پلی اتیلن اکساید و نانو ذرات اکسید نقره در محیط آبی پرداخته شده و از آنها جهت جداسازی کادمیم استفاده شده است.
-2 بخش آزمایشگاهی
-1-2 دستگاه ها
دستگاه تقطیر مدل DW2
ترازوی دیجیتال مدل RO10P ساخت شرکت IKA
دستگاه همزن مغناطیسی مدل PA214 ساخت شرکت OHAUS
دستگاه میکروسکوپ الکترونی مدل AIS2100 ساخت شرکت Seron Technology
دستگاه پراش اشعه ایکس مدل EQuinox 3000 ساخت شرکت Inel
دستگاه طیف سنجی پلاسمای جفت شده القایی VISTA-PRO ساخت شرکت Varian
-2-2 مشخصات مواد
مواد به کار برده شده اعم از مونومر پیرول، آهن کلرید، پلی وینیل الکل، پلی اتیلن اکساید، اکسید نقره، کلرید کادمیم، همه از شرکت Merck خریداری شده اند. همه مواد شیمیایی مورد استفاده با درجه خلوص بالا بوده و بدون خالص سازی مصرف شده اند، بجز مونومر پیرول که قبل از هر باراستفاده تقطیر و در یخچال نگهداری شده است. همچنین از آب مقطر یون زدوده شده برای شست وشو و تهیه محلول ها استفاده شده است.
