بخشی از مقاله
چکیده
پلی پیرول و کامپوزیت های آن به طور شیمیایی توسط کلرید آهن - III - به عنوان اکسیدان و در حضورپایدار کننده هایی از قبیل پلی وینیل الکل و پلی اتیلن اکساید در محیط آبی تهیه شده اند و از محصولات تولید شده جهت جداسازی کادمیم استفاده شده است. خواص محصولات تهیه شده از قبیل مورفولوژی، ساختمان شیمیایی مورد بررسی قرار گرفته است. مورفولوژی محصولات با استفاده از - SEM - ، ساختمان شیمیایی با استفاده از - FTIR - مورد بررسی قرار گرفته است. طیف - - FTIR نشان می دهدکه شدت پیک ها به نوع پایدار کننده بستگی دارد. هدف از این پژوهش بررسی میزان جذب کادمیم توسط جاذب های پلیمری در محیط آبی می باشد.
واژه های کلیدی: پیرول، نانو کامپوزیت، مورفولوژی، ساختمان شیمیایی، جداسازی کادمیم.
-1مقدمه
فلزات سنگین از جمله آلاینده های مهمی هستند که بدلیل رشد و توسعه صنایع، بیش از حد وارد محیط زیست شده اند. کادمیم، روی، مس، نیکل، جیوه و کروم اغلب در پساب های صنعتی شناسایی شده که از آبکاری فلز، فعالیت های معدن، تولید باتری، دباغی، پالایش نفت، تولید رنگ، چاپ، صنایع عکاسی و غیره نشات گرفته است. بنابراین حذف فلزات سنگین از پساب های صنعتی از اهمیت ویژه ایی برخوردار می باشد . - Wan Ngah and Hanafiah, 2008, 3935 -3948 - یکی از مهمترین فلزات سنگین کادمیم می باشد که فقط بصورت دو ظرفیتی وجود دارد و مشابه فلزات سنگین ، قدرت اکسید شدن با سلول های بدن را داشته واز طریق خوراکی به کندی جذب می شودواز طریق استنشاق به خوبی جذب می گردد.
نیمه عمر کادمیم درحدود ده تا سی سال و دفع این فلز عمدتا از طریق کلیه ها صورت می گیرد. نارسایی کلیه ازشایع ترین و مهمترین آثار سمی کادمیم می باشد و مسمومیت از هر طریقی، موجب اختلال در عمل کلیه ها میشود. کادمیم برای گیاهان و موجودات نیز سمی است - احمدی زاده، 1376و ثنایی، . - 1371 جداسازی فلزات سنگین از محلول آبی از مباحث مهم زیست محیطی بشمار می رود. تکنیک های مختلف از قبیل رسوب دهی شیمیایی، اکسیداسیون/کاهش، فیلتراسیون غشایی/ اسمز معکوس، تبادل یونی و جذب سطحی را می توان برای حذف فلزات سنگین استفاده کرد اما فرآیند جذب سطحی بیشتر به کار برده می شود . - Ko et al, 2000, 5819-5829 -
از انواع مختلف جاذب ها جهت حذف فلزات سنگین از پساب ها می توان به کربن فعال - Huang et al, 2008, 291-296 - ، مواد فرو مغناطیسی - Davis and Bhatnagar, 1995, 243-256 - ، پلیمر - Eisazadeh, 2008, 10-13; Omraei et al, 2011, 248-256; Soleimani Lashkenari et al, 2011, 1532-1538 - و جاذب های زیستی - Wan Ngah and Hanafiah, 2008, 1168-1176 - اشاره کرد. پلیمرهای هادی می توانند به طور موثر برای حذف برخی از یون های فلز سمی مورد استفاده قرار گیرند . - Hena, 2010, 474-479 - از آنها درباطری های قابل شارژ - Scrosati, 1998, 50-55 - حسگرها - Hepel, 1998, 124-134 - ، ابزارهای نوری - Falcao and de Azevedo, 2002, 149-154 - استفاده می شود.در این مقاله به سنتز کامپوزیت و نانو کامپوزیت پلی پیرول با استفاده از پایدارکننده هایی از قبیل پلی وینیل الکل و پلی اتیلن اکساید در محیط آبی پرداخته و نقش آنها در جداسازی کادمیم بررسی شده است.
-2بخش آزمایشگاهی
-1-2 وسایل و تجهیزات
دراین آزمایش ها، از دستگاه تقطیرمدل 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 طیف سنج مادون قرمز مدل Nexus 670 ساخت شرکت Thermo Nicolet و دستگاه طیف سنجی پلاسمای جفت شده القایی VISTA-PRO ساخت شرکت Varian استفاده شده است.
-2-2 مشخصات مواد
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 شده است. از آب مقطر یون زدوده شده برای شست وشو و تهیه محلول ها استفاده شده است. واکنش در دمای محیط صورت گرفته است. مواد به کار رفته از قبیل آهن کلرید، پلی وینیل الکل، پلی اتیلن اکساید، کلرید کادمیم، همه از شرکت Merck خریداری شده اند.
-3-2 روش سنتز محصولات
-1-3-2 روش سنتز پلی پیرول در محیط آبی
پلی پیرول به روش شیمیایی با استفاده از کلرید آهن بی آب به عنوان اکسیدان در مدت زمان 4 ساعت در دمای محیط تهیه شده است. ابتدا 5 گرم آهن کلرید که آغازگر واکنش می باشد به 100 سی سی آب مقطر اضافه کرده و روی همزن مغناطیسی قرارداده تا کاملا حل شود و بعد از 10 دقیقه آن را با استفاده از کاغذ صافی فیلتر کرده تا ناخالصی آن گرفته شود و محلول یکنواختی حاصل شود. سپس 1 سی سی مونومر پیرول تازه تقطیر شده را به محلول اضافه کرده و محلول حاصل را به مدت 4 ساعت روی همزن مغناطیسی قرارداده تا محلول یکنواخت و همگن شود .این عمل تاثیر بسزایی روی مونومر وتبدیل آن به پلیمر ومورفولوژی آن دارد. باتزریق مونومرپیرول، محلول تغییررنگ داده و به رنگ سیاه درمی آید. این تغییر رنگ، نشان دهنده تبدیل مونومر به پلیمر است. بعد از 4 ساعت که توسط همزن مغناطیسی همزده شد ، محلول را توسط کاغذ صافی صاف کرده و برای از بین بردن الیگومرها و ناخالصی های موجود پلیمر حاصل را چند مرتبه با آب مقطر شست و شو داده و در دمای اتاق جهت تهیه پودرخشک شود.
