دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی شیمی

گرایش : شیمی فیزیک

عنوان : مطالعه ترمودینامیكی جذب برخی یون های فلزی بر روی برگ درخت Ziziphus اصلاح شده با نانوگرافن

دانشگاه آزاد اسلامی واحد گچساران

دانشکده علوم پایه- گروه شیمی

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد ((M.Sc))

گرایش: شیمی فیزیك

عنوان:

مطالعه ترمودینامیكی جذب برخی یون های فلزی بر روی برگ درخت Ziziphus اصلاح شده با نانوگرافن

استاد راهنما:

دکتر یدالله سقاپور

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

فهرست مطالب:

چکیده…………………………………………… 1

فصل اول: مقدمه و تئوری

1-1- مقدمه……………………………………….. 3

1-2- اهمیت اندازه‌گیری یون های فلزی………………….. 5

1-2-1- اهمیت اندازه‌گیری روی………………………… 5

1-2-2- اهمیت اندازه‌گیری سرب………………………… 5

1-2-3- اهمیت اندازه‌گیری مس…………………………. 6

1-3- روش‌های جداسازی فلزات سنگین…………………….. 7

1-4- جذب سطحی…………………………………….. 7

1-4-2- عوامل موثر بر سرعت جذب سطحی………………….. 8

1-4-3-ترمودینامیك جذب سطحی…………………………. 9

1-4-4- جذب سطحی و ایزوترم‌های جذب…………………… 10

1-5- ایزوترم جذب در سیستم تك جزئی………………….. 11

1-5-1- ایزوترم لانگمویر……………………………. 11

1-5-2- ایزوترم فرندلیچ……………………………. 12

1-6- سینتیك جذب………………………………….. 12

1-7- سیستم‌های جذب سطحی……………………………. 14

1-7-1- سیستم غیر پیوسته…………………………… 14

1-7-2- سیستم بستر ثابت……………………………. 15

1-7-3- بستر ضربه زده……………………………… 16

1-7-4- بستر متحرك پایا……………………………. 16

1-7-5- بستر سیال شده……………………………… 17

1-8- جاذب‌ها……………………………………… 19

1-8-1- جاذب های معدنی…………………………….. 20

1-8-2- جاذب های آلی………………………………. 20

1-8-3- بیوجاذب ها………………………………… 20

1-8-4- ویژگی های كلی جاذب ها………………………. 22

1-9- دسته بندی نانو مواد………………………….. 22

1-9-1- نانوذرات………………………………….. 23

1-9-2- كاربردهای نانو ذرات………………………… 23

1-9-3- خصوصیات ویژه نانوذرات………………………. 24

1-10- معرفی گرافن………………………………… 25

1-11- كاربردهای گرافن…………………………….. 27

1-11-1- ساخت ترانزیستورهای كوچك با بهره گرفتن از گرافن….. 28

1-11-2- ذخیره انرژی………………………………. 29

1-11-3- ساخت تجهیزات نوری، سلول های خورشیدی و نمایشگرهای لمسی انعطاف‌پذیر….. 29

1-11-4- استفاده از گرافن برای كاهش زمان شارژ باطری ها… 29

1-11-5- فیزیك ذرات پرانرژی………………………… 30

1-12- كلیاتی در موردكربن فعال……………………… 30

1-12-1- مواد اولیه تهیه كربن فعال………………….. 32

1-12-2- ساخت كربن فعال از ضایعات كشاورزی……………. 34

1-12-3- مراحل ساخت كربن فعال………………………. 34

1-12-4- فعال سازی كربن……………………………. 35

1-13- مروری بر كارهای انجام شده……………………. 36

1-14- معرفی درخت كنار…………………………….. 38

فصل دوم :بخش تجربی

2-1- مواد شیمیایی مورد نیاز……………………….. 40

2-2- دستگاه های مورد استفاده………………………. 40

2-3- تهیه جاذب زغال فعال برگ درخت كنار……………… 40

2-4- محلول سازی………………………………….. 41

2-4-1- تهیه محلول های سرب، مس و روی………………… 41

2-5- روش کلی آزمایش ها……………………………. 42

2-6-بهینه کردن پارامترها………………………….. 43       

2-7-آزمایش های بررسی اثر مقدارجاذب برمیزان جذب………. 43

2-8-آزمایش های بررسی اثر pHبرمیزان سرب ومس و روی توسط جاذب برگ برگ درخت کنار اصلاح شده وجاذب نانوگرافن…. 43

2-9- آزمایش های بررسی اثر دما بر جذب سطحی فلزات سنگین (سرب، مس و روی) برروی دو جاذب برگ درخت کنار اصلاح شده و جاذب نانوگرافن………..44

2-10- آزمایش های بررسی اثر زمان بر جذب سطحی فلزات سنگین (سرب، مس و روی…….44

2-11-آزمایش های بررسی اثر غلظت اولیه محلول فلز سنگین (سرب، مس و روی) بر روی جذب سطحی… 45

2-12- انجام آزمایش های تعادلی……………………… 45

 فصل سوم:نتایج و بحث

3-1- بررسی اثر مقدار جاذب…………………………. 48

3-2- برسی اثرpH………………………………….. 51

3-3- بررسی اثردما بر جذب سطحی……………………… 54

3-4- بررسی اثر زمان تماس بین جاذب و جذب شونده……….. 57

3-5-بررسی مدل های سینتیک جذب………………………. 60

3-6- بررسی اثر غلظت اولیه بر جذب سطحی………………. 65

3-7- بررسی نحوه پیروی نتایج بامدل های ایزوترم جذب سطخی.. 66

3-8- بررسی ترمودینامیک جذب………………………… 70

3-9- مقایسه عملکرد جاذب زغال فعال برگ درخت کنار با جاذب زغال فعال برگ درخت کنار اصلاح شده با نانوگرافن… 72

منابع فارسی……………………………………… 73

منابع غیرفارسی…………………………………… 74

چکیده لاتین………………………………………. 76

چکیده:

هدف از انجام این پژوهش، حذف فلزات سنگین سرب، مس و روی از محلول های آبی با بهره گرفتن از ذغال فعال تولید شده از برگ درخت كنارو برگ درخت کنار اصلاح شده با گرافن میباشد.

در این مطالعه تاثیرpH ، زمان تماس ، دوز جاذب و دما بر روی میزان جذب این فلزات بر روی سطوح جاذب برگ درخت کنار  و برگ درخت کنار به همراه 01/0 گرافن بررسی شده اند. ایزو- ترم های جذب سطحی لانگمویر و فرندلیچ نیز مورد بررسی قرار گرفته اند. توابع ترمودینامیکی مربوط به جذب نیز تعیین شده اند . معادلات سینتیکی شبه مرتبه اول و شبه مرتبه دوم و همچنین نفوذ درون ذره ای نیز برای جذب سطحی مورد نظر بررسی شده اند.

فصل اول: مقدمه و تئوری

1-1- مقدمه

جریان پساب‌های خروجی از صنایع مختلف عمدتاً حاوی مقادیر متفاوتی فلزات سنگین می‌باشد علاوه براین آب های زیر زمینی نیز با توجه به محل استخراج، حاوی مقداری از این فلزات می‌باشند. پساب خروجی از صنایع پتروشیمی‌ و پالایشگاه‌های نفت و گاز، صنایع ریخته گری، صنایع تولید شیشه و…. حاوی مقادیر قابل توجهی فلزات سنگین از جمله سرب، مس، جیوه، روی و كادمیم می‌باشد. اكثر این فلزات سمی‌ می‌باشند. تخلیه این پساب‌ها در محیط باعث ایجاد مشكلات زیست محیطی می‌شود. این فلزات وارد زنجیره غذایی انسان شده و در بافت زنده تجمع میکنند. ارتباط انسان با فلزات سنگین در ده‌های اخیر و با ورود تکنولوژی و توسعه صنایع شیمیایی رو به افزایش بوده است[1].

استفاده از فلزات در فرایند‌های صنعتی و محصولات تولیدی امروز نمودهایی از آن هستند: از جمله جیوه در پر كردن دندان استفاده می‌شود، سرب در بنزین خودروها وجود دارد كه هر روزه با افزایش تعداد خودروها مقدار این فلز سنگین در محیط زیست خصوصاً شهرهای بزرگ رو به افزایش است. همچنین سرب در رنگ‌ها، مواد آرایشی، شامپوها و دیگر موادی كه برای مو استفاده می‌شود وجود دارد. دهان شویه‌ها، خمیر دندان و صابون‌ها نیز حاوی مقادیری فلزات سنگین از جمله سرب می‌باشند.

در جوامع صنعتی امروز، گریزی از مواد شیمیایی و فلزات سمی‌نیست. خصوصاً كه خیلی از مشاغل و حرفه‌ها مستلزم قرار گرفتن در معرض فلزات سنگین هستند. افراد در تنها بیش از 50 شغل مستلزم برخورد با جیوه هستند، مثل: پزشكان، كاركنان كارخانجات داروسازی، نقاش‌ها، كاركنان چاپ‌خانه‌ها، فلزكارها، جوشكار‌ها ، دكورسازها و سفالگرها.

تحقیقاتی كه روی اثرات سمی‌فلزات سنگین انجام شده، تائید می‌كنند كه این مواد می‌توانند مستقیماً با مختل كردن عوامل مغزی و عصبی بر رفتار انسان اثر بگذارند. فلزات سنگین بر مواد انتقال دهنده پیام‌های عصبی و عملكرد آنها تاثیر دارند و فرایندهای متابولیكی بی‌شماری در بدن را تغییر می‌دهند. سیستم‌هایی كه عناصر فلزی سمی، می‌توانند آنها را تخریب كنند یا كارشان را با مشكل مواجه كنند جاهایی مثل: خون و عروق قلبی،مسیرهای سم زدایی بدن و  مسیرهای تولید انرژی، آنزیم ها، سیستم گوارشی، ایمنی، اعصاب مركزی و محیطی، تولید مثل و مجاری ادراری هستند .

تنفس ذرات فلزات سنگین، حتی در مقادیر كم می‌توانند اثر جدی روی سلامت انسان داشته باشند. فلزات سنگین می‌توانند واكنش‌هایی حساسیتی را افزایش دهند، جهش‌های ژنتیكی ایجاد كنند، با عناصر كمیاب مفید برای بدن در واكنش‌هایی بیوشیمیایی رقابت كنند و نیز مثل آنتی‌بیوتیك‌ها عمل كنند و هر دو دسته مفید و مضر باكتریها را از بین ببرند. بیشتر اثر تخریبی فلزات سمی، ناشی از افزایش اكسید شدن رادیكال‌های آزاد توسط آنها است. رادیكال‌های آزاد به طور طبیعی وقتی  سلول‌ها با اكسیژن واكنش می‌دهند (اكسایش) تولید می‌شوند. اما در حضور فلزات سنگین سمی‌یا كمبود آنتی اكسیدان‌ها، به صورت كنترل نشده ای تولید می‌شوند. آنتی اكسیدان‌ها مثل ویتامین‌های A, C, E فعالیت رادیكال‌های آزاد را كم می‌كنند.

فلزات سنگین همچنین می‌توانند اسیدیته خون را افزایش دهند و بدن برای حفظ pH مناسب خون، كلسیم را از استخوان‌ها بیرون می‌كشد. به علاوه فلزات سنگین شرایطی را ایجاد می‌كنند كه منجر به التهاب در شریان‌ها و بافت‌ها می‌شوند كه خود باعث خروج بیشتر كلسیم به سمت بافت‌ها به عنوان بافر می‌شود اما مشكل دیگری ایجاد میشود، به طور مثال، سخت شدن دیواره شریان و انسداد پیشرونده.

اگر جای كلسیم از دست رفته پر نشود برداشت دائمی‌این ماده معدنی مهم از استخوان‌ها باعث پوكی استخوان می‌شود. مطالعاتی نشان می‌دهد كه هر مقدار جزئی از عناصر سمی، نتایج منفی بر سلامتی دارند. كودكان و سالخوردگان كه سیستم ایمنی ضعیف تری دارند در مقابل مسمومیت با این مواد، آسیب پذیرند.

2-1- اهمیت اندازه‌گیری یون های فلزی:

1-2-1- اهمیت اندازه‌گیری روی

روی برای ساخت كلاژن، جهت استحكام پوست و مو ضروری است. این عنصر با دارا بودن خواص آنتی اكسیدانی از پوست در مقابل اثرات نامطلوب اشعه فرابنفش خورشید محافظت می‌كند[1].

تحقیقات نشان داده اند این عنصر دارای خواص ضد آكنه و ضد التهابی بوده و در تسریع و ترمیم زخمهای پوستی نقش دارد[1]. فلز روی در تقویت سیستم ایمنی نقش بسزایی ایفا می‌كند و از بروز بیماری ها خصوصاً سرماخوردگی جلوگیری می‌كند. در بهبود حس چشایی خصوصاً در سالمندان نقش دارد.

در تولید هورمون های جنسی از جمله تستسترون نقش داشته و كمبود آن سبب نقص در دستگاه تولید مثلی می‌شود. سبب بهبود عملكردهای ورزشی در ورزشكاران می‌شود. به عملكرد انسولین كمك كرده و در تنظیم قند خون نقش دارد. روی در تولید و فعالیت آنزیم‌ها، همچنین در ایجاد پروتئین موثر است.

بیشتر مواد معدنی كمیاب از جمله روی در صورت مصرف بیش از حد برای بدن سمی‌هستند و باعث اختلال در كار معده و دیگر عضوهای حیاتی بدن می‌شوند.

بالا رفتن بیش از حد روی در بدن باعث استفراغ می‌شودو همچنین باعث افزایش كلسترول بد و كاهش كلسترول خوب بدن می‌شود. بعضی از تحقیقات نشان می‌دهد كه مصرف خیلی زیاد روی باعث كاهش عملكرد ایمنی می‌شود. مصرف زیاد روی می‌تواند با جذب مس تداخل كرده و باعث كمبود مس شود. این موضوع بر مقدار آهن بدن اثر گذاشته و می‌تواند منجر به كم خونی شود. مصرف زیاد آهن و مس با جذب روی تداخل می‌كند.

2-2-1- اهمیت اندازه‌گیری سرب:

سرب فلزی است براق، انعطاف پذیر، بسیار نرم، شدیداً چكش‌خوار و به رنگ سفید مایل به آبی كه از خاصیت هدایت الكتریكی پایینی برخوردار می‌باشد. این فلز شدیداً در مقابل خوردگی مقاومت می‌كند [2]. و به همین علت از آن برای نگهداری مایعاتی كه خوردگی زیادی دارند مانند اسید سولفوریك استفاده می‌شود.

با افزودن مقادیر خیلی كم آنتیموان یا فلزات دیگر به سرب می‌توان آن را سخت نمود. یكی از فلزات سنگین و از عوامل آلوده كننده محیط، سرب است كه با ایجاد اثرات سمی‌شدید بر روی انسان و دیگر جانداران نقش مهمی‌در آلودگی محیط زیست در قرن حاضر دارد. این مشكل مستقیماً با مصارف زیاد صنعتی آن ارتباط دارد. مصرف این عنصر در صنایع مختلف موجب بالا رفتن میزان آلودگی در اكوسیستم‌های مختلف محیطی شده و می‌تواند به طور مستقیم و غیر مستقیم باعث آلودگی محیط زیست از جمله خاك و مصرف كنندگان گردد. در نتیجه ورود مقادیر متفاوت این فلز سمی‌ به اشكال مختلف از جمله از طریق خاك به زنجیره غذائی انسان و جانداران، محیطی نامناسب برای زندگی با اثرات نامطلوب و امكان بروز بیماری‌های مختلف را فراهم نموده است [2]. سرب یك مخرب قوی اعصاب بوده كه در رشد و كاركرد اكثر اندام‌های بدن به خصوص كلیه‌ها، سلول‌های قرمز خون و سیستم اعصاب مركزی مزاحمت ایجاد می‌كند.

در نوزادان و كودكان، سرب رشد سیستم اعصاب مركزی و مغز را به تاخیر می‌اندازد. حتی مقادیر كم سرب باعث كاهش ضریب هوشی، ناتوانی در یادگیری  اختلالات رفتاری می‌شوند. مسمومیت ناشی از سرب در كودكان بر اثر رنگ‌های ساختمانی كه در آن‌ها از سرب استفاده می‌شود، نیز ایجاد می‌شود. امروزه مسمومیت با سرب بیشترین خطر برای سلامتی كودكان در كشورهای صنعتی می‌باشد. مقدار سرب در آب آشامیدنی نیز دارای اهمیت می‌باشد، به خصوص در منازل با شیر آب و اتصالات ساخته شده از برنج (شامل سرب) یا، منازلی كه لوله‌ها با سرب لحیم شده‌اند.

3-2-1- اهمیت اندازه گیری مس

مس فلزی نسبتاً قرمز رنگ است که از خاصیت هدایت الکتریکی و حرارتی بسیار بالایی برخوردار می‌باشد (در بین فلزات خالص، تنها خاصیت هدایت الکتریکی نقره در حرارت اطاق از مس بیشتر است). مس برای تمام موجودات هوازی و اکثر موجودات بی‌هوازی از فلزات ضروری به شمار می‌رود [2].

درانسان عملکرد بیولوژیکی آن به عمل آنزیمی یک سری پروتئین‌های خاص و ضروری بستگی دارد. وجود مقادیر بسیار کم مس در غذاها و نوشیدنی‌ها باعث ترشیدگی و بی‌بو و بی‌رنگ شدن آن‌ها می‌شود.

وارد شدن مقدار زیادی نمک‌های مس به بدن از طریق خوردن، آشامیدن و یا تنفس هوای آلوده می‌تواند باعث ایجاد ضایعات معده‌ای – روده‌ای گردیده و اختلال در سلامتی انسان را باعث گردد. ضایعاتی نظیر همولیزه آسیب کبد و اختلالات کلیوی در اثر وارد شدن مقادیر زیادی مس در بدن گزارش گردیده است.

تعداد صفحه : 92

قیمت :14700 تومان

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        *       serderehi@gmail.com

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.