بخشی از مقاله
چکیده
سرب یکی از فلزات سنگین است که در میان آلوده کننده ها جایگاه مهمی دارد، اثرات منفی این فلز سنگین بر سلامتی انسان شامل ایجاد ضایعات جدی در سیستم عصب مرکزی و آسیب های دائمی بویژه برای بچه ها می باشد.روشهای متنوعی برای حذف سرب ازآب وجود دارد. اما روشهای تبادل یونی وجذب سطحی به عنوان بهترین روش پیشنهاد می شوند.در روش جذب سطحی از جاذب های متنوعی استفاده می شود که یکی از این جاذب ها پلیمرهای هادی هستند.در این پژوهش کامپوزیت پلی پیرول/اکسید - به عنوان اکسیدان در محیط آبی سنتز شده و از IIIبه عنوان پایدارکننده با استفاده از کلرید آهن PVP - و PEOنقره در حضور کامپوزیت تهیه شده جهت جداسازی سرب از محلول آبی حاوی یون سرب استفاده شده است. برای بررسی مورفولوژی وخواص - استفاده شده،همچنین دستگاه - XRD وپراش اشعه ایکس - SEMکریستالی کامپوزیتها از دستگا های میکروسکوپ الکترونی - نشان می دهد که حضور ذرات اکسید نقره سبب SEM جهت اندازه گیری غلظت محلول به کار گرفته شده است.نتایج ICP کاهش اندازه و همچنین همگنی ذرات پلیمر شده،همچنین حضور ذرات اکسید نقره سبب افزایش راندمان حذف سرب توسط کامپوزیت شده که این به دلیل افزایش مساحت سطح جاذب پلیمری بعلت ریز تر شدن اندازه ذرات است.
واژگان کلیدی: کامپوزیت ،پلی پیرول ، اکسید نقره ،مورفولوژی، حذف یون سرب
-1مقدمه
فلزات سنگین، به عناصری گفته می شود که دارای وزن اتمی بین 63/5 تا 200/6 و وزن مخصوص بزرگتر از 5 گرم بر سانتی متر - یون های فلزات سنگین از طریق تخلیه ی فاضلاب ها در کانال های انتقال آب Fu,and ,Wang, 2011, 407-418 - مکعب هستند خود را به رأس زنجیره غذایی می رسانند و اثرات مرگباری بر همه ی موجودات زنده می گذارند. یون های فلزات سنگین زیست تخریب پذیر نیستند، و باتجمع در بافت موجودات زنده، مقدارشان در طول زنجیره غذایی زیاد می شود. در بین یون های فلزی با توجه به روند سریع توسعه - Farooq et al, 2001, 5043–5053 - مختلف، سرب، جیوه، کادمیوم و کروم از همه سمی ترند صنایع مختلف - شامل معدنکاری و ذوب فلزات، تولید انرژی و سوخت، صنعت کود و آفت کش ها، متالورژی، صنایع آهن و فولاد، آبکاری الکتریکی، الکترولیز، چرمکاری، عکاسی، تولید لوازم خانگی الکتریکی، صنایع هوا فضا و انرژی اتمی - ، مقادیر هشدار دهنده ای از فلزات سنگین سمی به همراه پسماندهای این صنایع مستقیماً در محیط زیست رها شده که اکوسیتم های طبیعی و سلامت - فلزات Wang,and , Chen, 2006, 427-451 - عمومی بشر را بخصوص در کشورهای درحال توسعه، به مخاطره انداخته است.
سنگینی که منشأ این نگرانی ها می باشند در سه گروه طبقه بندی می گردند که عبارتند از، فلزات سمی - از قبیل جیوه، کروم، سرب، روی، مس، نیکل، کادمیوم، آرسنیک، کبالت، قلع و غیره - ، فلزات گرانبها - از قبیل، پالادیوم، پلاتین، طلا، نقره، روتنیوم و - قرار گرفتن Wang,and , Chen, 2009, 195-226 - غیره - ، و رادیونوکلئیدی ها - از قبیل، اورانیوم، توریوم، رادیوم، امریسیوم و غیره - انسان در معرض این فلزات سلامتی انسان را به خطر می اندازد و باعث صدمه دیدن اعضای بدن و بیماریهای خطرناکی همچون سرطان می شود. کم خونی و آسیب های کلیوی نیز در صورت مصمومیت شدید سرب در انسان بزرگسال رخ می دهد است.در نتیجه - mg/L محدوده ی استاندارد سرب به عنوان یکی از فلزات سمی در آب آشامیدنی بین 0/05تاLester,1987 - 0/1 نیاز است که این فلز سمی از فاضلاب های ناشی از فعالیت صنایع آبکاری ،پالایش نفت و تولید باتری حذف و یا به مقادیر قابل قبولی در سطح استاندارد های بین المللی کاهش یابد.
برای حذف فلزات سنگین همچون سرب از پسابهای صنعتی روش های - Berber-Mendozaet al, 2006, 40- ،تعویض یونی - - Peng et al, 2005, 1501-1517متنوع وجوددارد مانند: ته نشینی شیمیایی روش های غشایی، شناور سازی ،منعقد کردن و لخته سازی،روش الکتروشیمیایی و جذب سطحی، مزایا و معایب هر کدام از 45 - این روش ها باعث شده که روش جذب سطحی با استفاده از جاذب مناسب بسیار مؤثر واقع شود. فرایند جذب سطحی دارای انعطاف پذیری در طراحی و بهره برداری بوده و در بسیاری از حالات دارای یک جریان خروجی تصفیه شده با کیفیت بالا تولید می کندبعلاوه ،از آنجاییکه جذب سطحی گاهی اوقات برگشت پذیر است،جاذب ها را می توان با استفاده از فرایندهای احیاء مناسب،بازسازی نمود.در روش جذب سطحی، جاذب های مواد مختلفی از قبیل کربن فعال، آلومینای فعال، سیلیکای فعال ،ژل سیلیکا، خاک سیلیس دار ،خاک مورد استفاده در صافی، و رزین های پلیمری استفاده می شوند.
در دهه های اخیر با پیشرفت تکنولوژی جاذب های متنوع و جدیدی به وجود آمده و از کارایی قابل قبولی برخوردارند.از مهم ترین این جاذب ها می توان کامپوزیت و نانو کامپوزیت های پلیمرهادی را نام برد.خصوصیات منحصر به فرد و ویژه کامپوزیت ها و نانو کامپوزیت ها باعث - در دهه Demirbas, 2008, 220-229 - حضور این مواد در عرصه های مختلف صنعت مخصوصاً تصفیه آب و فاضلاب شده است های اخیر پلیمرهای رسانای ذاتی با باند دوگانه مزدوج توجه زیادی را به عنوان مواد هوشمند به خود جلب کرده اند پلیمرهای رسانا مانند پلی پیرول،پلی آنیلین و پلی تیوفن در زمینه های مختلفی مانند رنگ های رسانا - Campbell et al, 1999 - - - Misoska et al, 2001 - فیلترهای غشایی - Eisazadeh, 2007 ،حذف فلز سنگین - Eisazadeh et al, 1993, 241–245 - - Benabderrahmane et al, 2005, ،پوشش آنتی استاتیک،باتری های قابل شارژ - - Guernion et al, 2002, 301–310،حسگرو...توجه بسیاری از پژوهشگران در این زمینه را به خود جلب کرده اند.
پلی پیرول یکی از پلیمرهای هادی متعلق به 1339–1346 - پلی - Diaz et al, 1982, 1339–1346 - سیستم پلیمری کونژوگه هتروسیکلیک است و توجه زیادی را به خود جلب کرده است - پلی Ellis, 1986 - پیرول به دلیل پایداری زیستی و خاصیت ردوکسی خوب ورسانایی الکتریکی بالا امیدوار کننده به نظر می رسد پیرول در مقابل آب و هوا پایداری منطقی از خود نشان می دهد،خاصیت الکترومکانیکی خوب دارد،پایداری حرارتی وتولید آسان Elsenbaumer,and , Reynolds, هم به روش شیمیایی و هم الکتروشیمیایی به صورت پودر و فیلم از دیگر ویژگی های آن است - در روش پلیمریزاسیون شیمیایی پلی پیرول ، برای تولید پلیمر هادی مونومر با عوامل اکسید کننده،اکسید می شود - 1997 -
مزیت سنتز شیمیایی تولید انبوه با هزینه ی معقول است از طرف دیگر با روش الکتروشیمیایی می Chao, and, March, 1988 - توان ضخامت پلیمر را کنترل کرد که باعث می شود ،محصولات به دست آمده برای استفاده در ابزار الکترونیکی مناسب فرایند پذیری پایین و خاصیت مکانیکی ضعیف پلی پیرول کاربرد عملی این پلیمر هادی را دچار - Kassim et al, 2002 - باشند.در این - Migahed et al, 2004 - مشکل می کند که این مشکل از طریق تهیه ی کوپلیمر و کامپوزیت پلی پیرول برطرف شده است پژوهش پلی پیرول و کامپوزیت آن با اکسید نقره در حضور پلی اتیلن اکساید و پلی وینیل پیرولیدون به عنوان پایدار کننده با ×استفاده از کلرید آهن به عنوان اکسیدان به روش شیمیایی تهیه شده ودر حذف سرب بکار گرفته شده است.
-2بخش تجربی
-1-2مواد
- ، مونومر پیرول که از شرکت - III،نیترات سرب،کلرید آهن - - PVP،پلی وینیل پیرولیدون - PEOاکسید نقره ،پلی اتیلن اکساید - تهیه شده است.در این پژوهش مونومر پیرول قبل از هر بار استفاده تقطیر شده است و در تمامی مراحل انجام آزمایش از Merck ×آب مقطر بدون یون جهت تهیه محلول ها و شستشو ی نمونه ها استفاده شده است.
-2-2دستگا ها
دستگاه میکروسکوپ الکترونی - PA 214،دستگاه تقطیر،همزن مغناطیسی مدل - RO 10Pترازوی دیجیتال مدل - - مدل XRD،دستگاه پراش اشعه ی ایکس Technology - Seron ساخت شرکت - AIS2100مدلSEMروبشی - VISTA-مدل - ICP - Inductively coupled Plasma و دستگاه INEL-Franceساخت شرکت Equinox3000جهت اندازه گیری غلظت محلول بکار گرفته شده است.PRO
-3-2روش ها
-1-3-2تهیه کامپوزیت پلی پیرول/اکسید نقره در حضور پایدار کننده
