بخشی از مقاله
چکیده
کامپوزیت های پلی آنیلین/پلی استایرن در محلول آبی/ غیر آبی بوسیله پلیمریزاسیون شیمیایی در دمای اتاق با استفاده از آمونیوم پروکسی دی سولفات به عنوان اکسیدان در حضور پایدارکننده های مختلف از قبیل هیدروکسی پروپیل سلولز - - HPC و پلی وینیل پیرولیدون - PVP - تهیه شده است. توانایی محصول تولید شده در حذف یون مس - cu2+ - در محلول آبی/ غیر آبی مورد بررسی قرار گرفت. خواص محصولات از قبیل ساختار شیمیایی و مورفولوژی با استفاده از طیف سنجی مادون قرمز فوریر - - FTIR و میکروسکوپ الکترونی روبشی - - SEM بررسی شده است. نتایج نشان داد نوع و غلظت پایدارکننده، نوع اکسید فلزی و غلظت اکسیدان نقش مهمی در مورفولوژی سطح و سایز ذرات دارد. در این تحقیق، اثر پلیمر پلی آنیلین / پلی استایرن و کامپوزیت های آن در جداسازی مس از آب بررسی و نتایج حاصل با جاذب های دیگر مقایسه شده است.
واژه های کلیدی :جداسازی یون مس - cu2+ - ، پلی آنیلین ،پلی استایرن و کامپوزیت های آن، HPC و PVP
-1 مقدمه
یونهای فلزات سنگین خطر جدی برای محیط زیست و سلامت عمومی اند و محیط زیست را به مخاطره می اندازد. بنابراین، آنها باید از آب و فاضلاب قبل تخلیه حذف شوند. منشاء آلودگی آب از فلزات سنگین نهفته در دفع غیر قانونی از پساب های صنعتی وخوردگی لوله های فلزی مورد استفاده برای حمل آب است. در حالی که بسیاری از آلودهکنندههای آلی در مقابل تخریب زیستی مستعد هستند، یونهای فلزی به راحتی تخریب، متابولیز و تبدیل به مواد با درجه خطرناکی کمتر نمیشوند، بنابراین این مواد میتوانند دوباره وارد چرخه شوند .حضور این فلزات در آب آشامیدنی، آبهای استفاده شده در آبیاری گیاهان و به صورت کلی محیط زیست یک تهدید بسیار جدی به شمار میآید .
تعدادی از این یو نهای فلزی کروم، جیوه، سرب، مس، نیکل، روی، کادمیم، کبالت، اورانیوم و آرسنیک هستند که در دسته یونهای فلزی سنگین قرارمیگیرند. هر چند مس و روی در حالت عادی نه تنها برای بدن و میکروارگانیسم ها مضر نیستند و حتی جزء عناصر با ارزش در تغذیه ارگانیسمها قرار میگیرند، حضور غلظتهای بیش از حد این مواد به صورت محلول در آب، میتواند برای تمامی جانداران مشکل زا گردد .{1} غلظت بیش از حد یون های مس به دلیل سمی بودنشان به رشد طبیعی و نمو گیاهان صدمه میزند ودر نهایت روی پالایش آب و میکروارگانیسم های زنده در محیط آبی اثر منفی میگذارند.مس جزء فلزات سنگین خطرناک محسوب می شود و حد مجاز2.5 mg/L تعیین شده است.
سمیت این فلز می تواند منجر به آسیب رساندن به ساختار و اعصاب مرکزی و بافت خون و کاهش دادن نیروی فکری و میزان انرژی شود{2} .جذب سطحی توسط کربن فعال و رزین های تبادل یونی به طور گسترده ای به عنوان یک روش موثر برای از بین بردن فلزات سنگین سمی مانند Hg+2، Cd +2 و Pb +2 از محلولهای آبی مورد مطالعه قرار گرفته است. با این حال، این روش به از بین بردن کامل فلزات سنگین در غلظت های بسیار پایین رنج می برند. اخیرا برخی از محققان تحقیقات خود را به سمت استفاده از پلیمرها ی رسانا - مانند پلی پیرول، پلی آنیلین - برای نرم شدن آب و حذف یون های فلزات سنگین از محلول های آبی هدایت می کنند. این اصل بر تغییر خواص تبادل یون از پلیمرهای رسانا است. استفاده از کنترل الکتروشیمیایی تبادل یونی برای آب و پساب به منظور حذف فلزات سنگین برخی از مزایای زیست محیطی و اقتصادی را ارائه می دهد زیرا بازسازی الکتروشیمیایی بدون هر گونه مواد افزودنی شیمیایی همراه است.{1}
پلیمرهای آلی رسانا با ارائه خواص نوری و الکتریکی از فلزات و حفظ خواص مکانیکی از پلیمرها منجر به طیف گسترده ای از برنامه - های کاربردی تکنولوژیکی میشوند. آنها دارای خواص ساختاری، مکانیکی، الکترونیکی، حرارتی و منحصر به فرد اند، به خصوص نانوکامپوزیت های پلیمری آنها دارای پایداری حرارتی، رسانایی و خواص تقویت شده پیشرفته تری می باشد.برتری پلی آنیلین بیش از پلیمرهای رسانای دیگر است. پلی آنیلین در هوا و حلال بسیار پایدار است.{3}پلی آنیلین طولانی ترین سابقه در میان پلیمرهای ذاتا رسانا را دارد. کشف پلی آنیلین تقریبا 180 سال پیش توسط آزمایش های رانگ ترسیم شد.
در طول سه دهه گذشته پلی آنیلین یکی از پلیمرهای رسانا است که به علت سنتز ساده ، فرآیند دوپینگ اسید و باز شیمیایی، هزینه کم، رسانایی بالا و پایداری زیست محیطی بسیار خوب بطور گسترده مورد توجه قرار گرفته است.پلی آنیلین کاربرد گسترده ای در باتری های قابل شارژ ، محافظ تداخل الکترومغناطیسی ، مایکروویو ،رادار جذب مواد ، سنسورها ،کاتالیزور وترانزیستورهای اثر میدانی ، پوشش های ضد زنگ دارند و در جداسازی فلزات سنگین و گران قیمت بکار میروند.{4}پلی آنیلین با اکسیداسیون مستقیم آنیلین با استفاده ازاکسیدان شیمیایی یا اکسیداسیون الکتروشیمیایی در الکترود مناسب مواد آماده میشود. برای آماده سازی شیمیایی، استفاده از عوامل مختلف اکسید کننده شیمیایی از جمله و KIO3 بررسی شده است.
عملکرد، هدایت، ویسکوزیته پودر محلول و پتانسیل اکسیداسیون پلیمر بسته به ماهیت عامل اکسید کننده به کار گرفته شده ممکن است متفاوت باشد. علاوه بر این، نشان داده شده که وزن مولکولی از پلی آنیلین آماده شده به روش شیمیایی با کاهش دمای پلیمریزاسیون افزایش می یابد. در آماده سازی الکتروشیمیایی، اکسیداسیون آندی شایع ترین روش برای سنتز پلی آنیلین است. استفاده از پتانسیل چرخهای برای تولید فیلم های با چسبندگی بهتر، صاف وهمگنتر توسط اسکن الکترونی میکروگراف تأیید شده است. به غیر از حالت سنتز آن نشان داده شد که خواص الکتروشیمیایی، ساختار و مورفولوژی فیلم های پلی آنیلین به ماهیت و غلظت آنیون الکترولیت، pH و طبیعت بستر در هنگام سنتز وابسته است.{5}
-2 تجربی
- 1- 2 مواد
دراین پژوهش، همه مواد شیمیائی به کار برده شده به دلیل داشتن خلوص زیاد بدون خالص سازی بیشتر مصرف شدند،به جز مونومر آنیلین که قبل از استفاده دو بار تقطیر شده است. مونومر آنیلین،هیدروکسی پروپیل سلولز، پلی وینیل پیرولیدون ،سولفوریک اسید - 98
