شماره ركورد
24863
شماره راهنما
CHE2 916
عنوان
سنتز هيدروژل برپايه نشاسته اصلاح شده به منظور جذب فلزات سنگين از پسآب
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
شيمي-شيمي آلي
دانشكده
شيمي
تاريخ دفاع
1404/06/18
صفحه شمار
71 ص .
استاد راهنما
دكتر عباس رحمتي
استاد مشاور
دكتر اسماعيل شمس
كليدواژه فارسي
هيدروژل , جاذب آلاينده , فلزات سنگين , نشاسته اصلاح شده , پليمريزاسيون پيوندي , ميزان جذب فلز
چكيده فارسي
چكيده
افزايش آلودگي منابع آبي به فلزات سنگين مانند نيكل (Ni²⁺) و تاليم (Tl⁺) ناشي از فعاليت¬هاي صنعتي، تهديدي جدي براي محيط زيست و سلامت انسان محسوب ميشود. در اين پژوهش، يك هيدروژل كامپوزيت مبتني بر نشاسته فسفردار (SSP)، كربوكسي متيل سلولز (CMC)، و پلي آكريل آميد (AM) با استفاده از سديم فيتات به عنوان تقويت كننده و (NMBA) به عنوان عامل ايجاد اتصال عرضي سنتز شد. هدف اصلي اين تحقيق، توسعه يك جاذب كارآمد، زيست تخريب¬پذير، و كم¬هزينه براي حذف فلزات سنگين از پساب¬هاي حاوي فلزات سنگين مي¬باشد. هيدروژل سنتز شده با روش¬هاي مختلفي از جمله FTIR، TGA، SEM، BET، ICP وEDS مورد شناسايي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه اصلاح سطح نشاسته با گروه¬هاي فسفات و حضور سديم فيتات، پايداري حرارتي و ظرفيت جذب هيدروژل در جذب فلزات سنگين به طور چشمگيري افزايش داده است. بررسي پارامترهاي مؤثر بر جذب نشان داد كه شرايط بهينه براي جذب نيكل pH=5 و زمان 60 دقيقه و براي تاليم به ترتيب در pH=6 و زمان 30 دقيقه حاصل مي¬شود. همچنين، مطالعات سينتيكي و ايزوترمي نشان داد كه فرآيند جذب از مدل شبه مرتبه دوم و ايزوترم لانگموير پيروي ميكند كه نشان¬دهنده جذب شيميايي و دسترسي به تمام سايت¬هاي اتصال در تمام سطح هيدروژل است. ظرفيت جذب هيدروژل براي نيكل و تاليم به ترتيب 590 و 446 ميليگرم بر گرم اندازه¬گيري شد كه در مقايسه با جاذبهاي مشابه عملكرد بالاتري دارد. هيدروژل سنتز شده پس از 3 چرخه جذب و واجذب، بيش از 85 درصد كارايي اوليه خود را حفظ كرد كه نشان¬دهنده قابليت استفاده مجدد و مقرون¬به¬صرفه بودن آن است. اين هيدروژل به دليل ويژگي¬هاي منحصر به فردي مانند زيست-سازگاري، هزينه پايين، و كارايي بالا، گزينه مناسبي براي كاربردهاي صنعتي در تصفيه پساب¬هاي آلوده به فلزات سنگين محسوب ميشود.
كليدواژه لاتين
Hydrogel , pollutant adsorbent , heavy metals , modified starch , cross-linking polymerization , metal adsorption rate
عنوان لاتين
Synthesis of hydrogel based on modified starch to adsorb heavy metals from wastewater
گروه آموزشي
شيمي آلي و پليمر
چكيده لاتين
The increasing contamination of water resources with heavy metals such as nickel (Ni²⁺) and thallium (Tl⁺), resulting from industrial activities, poses a serious threat to the environment and human health. In this study, a composite hydrogel based on phosphorylated starch (SSP), carboxymethyl cellulose (CMC), and polyacrylamide (AM) was synthesized using sodium phytate as a reinforcing agent and NMBA as a crosslinker. The primary aim of this research was to develop an efficient, biodegradable, and low-cost adsorbent for the removal of heavy metals from industrial wastewater. The synthesized hydrogel was characterized using various techniques, including FTIR, TGA, SEM, BET, ICP, and EDS. The results demonstrated that surface modification of starch with phosphate groups and the presence of sodium phytate significantly enhanced the thermal stability and adsorption capacity of the hydrogel for heavy metal removal. Investigation of the adsorption parameters revealed that the optimum conditions for nickel adsorption were at pH = 5 and 60 minutes, while for thallium they were at pH = 6 and 30 minutes. Furthermore, kinetic and isotherm studies indicated that the adsorption process followed a pseudo-second-order kinetic model and Langmuir isotherm, suggesting chemisorption and accessibility of all binding sites across the hydrogel surface. The adsorption capacities of the hydrogel for nickel and thallium were measured at 590 mg/g and 446 mg/g, respectively, which outperformed similar adsorbents. After three adsorption–desorption cycles, the hydrogel retained more than 85% of its initial efficiency, highlighting its reusability and cost-effectiveness. Due to its unique features such as biocompatibility, low cost, and high performance, this hydrogel can be considered a promising candidate for industrial applications in the treatment of heavy metal-contaminated wastewater.
تعداد فصل ها
3
فهرست مطالب pdf
139550
نويسنده