شماره ركورد
25079
شماره راهنما
CHE2 923
عنوان
سنتز جاذب شبكهاي نيمه در هم نفوذكننده بر پايهي پلي اميك اسيد و پلياستايرن، بهمنظور حذف متيلن بلو از آب
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
شيمي- شيمي پليمر
دانشكده
شيمي
تاريخ دفاع
1404/05/26
صفحه شمار
66 ص.
استاد راهنما
دكتر غلامعلي كوهمره
كليدواژه فارسي
جذب , پلي آميك اسيد , شبكههاي پليمري نيمه درهمتنيده , استايرن , متيلن بلو
چكيده فارسي
رنگها از آلايندههاي رايج و در برخي موارد بسيار خطرناك محيط زيست به شمار ميروند و يافتن روشهاي مؤثر براي حذف آنها همواره يك چالش مهم محسوب ميشود. در سالهاي اخير، جاذبهاي شبكهاي پليمري درهمتنيده يا نيمهدرهمتنيده به دليل ساختار پايدار و ظرفيت جذب بالا مورد توجه قرار گرفتهاند. در اين ميان، پليآميك اسيد بهعنوان پيشمادهاي مناسب براي توليد پليايميدها و استايرن بهعنوان مونومري پركاربرد در سنتز شبكههاي پليمري، انتخاب شدند تا جاذبي تركيبي با خواص بهبوديافته تهيه شود.
در اين پژوهش، پليآميك اسيد از پارا-فنيلنديآمين و بنزوفنونتتراكربوكسيليكديانيدريد در حلال NMP سنتز شد. پس از رسوبگيري در متانول و خشككردن در آون خلأ، بهمنظور تهيه جاذب نيمهدرهمتنيده، واكنش پليمريزاسيون استايرن به روش بالك در حضور اتصالدهنده عرضي ديوينيلبنزن و آغازگر بنزوئيلپروكسايد روي پليآميك اسيد خطي انجام گرفت و جاذب پودري حاصل شد. با ثابت در نظر گرفتن تمامي پارامترهاي مؤثر بر فرآيند جذب و تنها متغير بودن نوع تركيب درصد جاذب تهيهشده، ميزان جذب توسط دستگاه طيفسنجي ماوراي بنفش بررسي گرديد. در اين بررسي، كمترين مقدار جذب بهعنوان تركيب درصد بهينه انتخاب شد كه اين مقدار مربوط به نسبت 60 درصد پلياستايرن شبكهاي و 40 درصد پليآميك اسيد بود. پس از انتخاب تركيب درصد بهينه، به كمك يك روش آماري به نام تاگوچي، آزمايشهاي جذب طراحي شد و اثر چهار پارامتر شامل غلظت اوليه رنگ متيلن بلو، مقدار جاذب مصرفي، مدت زمان و pH بهطور همزمان مورد بررسي قرار گرفت.
مراحل سنتز جاذب با استفاده از تكنيكهاي FT-IR و NMR انجام شد و عملكرد آن در حذف رنگ متيلن بلو توسط دستگاه طيفسنجي ماوراي بنفش بررسي گرديد. شرايط انجام آزمايش شامل pH برابر 9، غلظت اوليه رنگ (ppm)80 ، مقدار جاذب 0٫1 گرم و حجم محلول 20 ميليليتر بود. فرآيند جذب در مدت 15 دقيقه به تعادل رسيد و ظرفيت جذب حدود 14 ميليگرم بر گرم محاسبه گرديد. آزمون چرخهپذيري نشان داد راندمان جذب از 86 درصد در چرخه اول به حدود 75 درصد پس از پنج چرخه كاهش يافت. تحليل دادهها نشان داد رفتار جذب با ايزوترم فرندليچ و سينتيك آن با مدل شبهمرتبه دوم مطابقت دارد. اين نتايج بيانگر قابليت بالاي جاذب سنتزشده براي استفاده در حذف آلايندههاي رنگي از محيطهاي آبي است.
كليدواژه لاتين
Adsorption , semi-interpenetrating polymer networks , styrene , polyamic acid , methylene blue
عنوان لاتين
Semi-interpenetrating network adsorbents based on polyamic acid and styrene: synthesis by bulk polymerization and evaluation of methylene blue adsorption from aqueous media
گروه آموزشي
شيمي پليمر
چكيده لاتين
Dyes are among the common pollutants and, in some cases, are considered highly hazardous to the environment, and finding effective methods for their removal has always been an important challenge. In recent years, polymeric network adsorbents, either interpenetrating or semi-interpenetrating, have attracted attention due to their stable structure and high adsorption capacity. Among them, polyamic acid as a suitable precursor for producing polyimides and styrene as a widely used monomer in polymer network synthesis were selected in order to prepare a composite adsorbent with improved properties.
In this study, polyamic acid was synthesized from para-phenylenediamine and benzophenone tetracarboxylic dianhydride in NMP solvent. After precipitation in methanol and drying in a vacuum oven, in order to prepare a semi-interpenetrating network adsorbent, the polymerization reaction of styrene by the bulk method in the presence of the cross-linking agent divinylbenzene and the initiator benzoyl peroxide was carried out on linear polyamic acid, and the resulting powder adsorbent was obtained. By keeping all parameters affecting the adsorption process constant and considering only the type of adsorbent composition percentage as the variable factor, the adsorption amount was examined using an ultraviolet spectrophotometer. In this evaluation, the lowest adsorption value was selected as the optimum composition percentage, which corresponded to the ratio of 60% crosslinked polystyrene and 40% polyamic acid. After selecting the optimum composition percentage, with the help of a statistical method called Taguchi, the adsorption experiments were designed and the effect of four parameters including the initial concentration of methylene blue dye, the amount of adsorbent used, the contact time, and the pH were simultaneously investigated.
The synthesis steps of the adsorbent were performed using FT-IR and NMR techniques, and its performance in the removal of methylene blue dye was examined by ultraviolet spectrophotometry. The experimental conditions included pH equal to 9, initial dye concentration of 80 ppm, adsorbent amount of 1/0 g, and dye solution volume of 20 mL. The adsorption process reached equilibrium within 15 minutes, and the adsorption capacity was calculated to be about 14 mg/g. The recyclability test showed that the adsorption efficiency decreased from 86% in the first cycle to about 75% after five consecutive cycles. Data analysis demonstrated that the adsorption behavior was consistent with the Freundlich isotherm and the kinetics followed the pseudo-second-order model. These results indicate the high potential of the synthesized adsorbent for application in the removal of dye pollutants from aqueous environments.
تعداد فصل ها
4
فهرست مطالب pdf
146836
نويسنده