دانشکده فنی
پایان نامه جهت اخذ درجه کارشناسی ارشد
در مهندسی شیمی گرایش پیشرفته
عنوان
استخراج نقطه ی ابری اورانیم و اندازه گیری آن در نمونه های آبی به ویژه آب دریا
اساتید راهنما
دکتر محمد علی صالحی- دکتر سعید علمدار میلانی
اساتید مشاور
دکتر حسین قناد زاده گیلانی – دکتر بهروز عباسی
زمستان 1390
(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
فصل 1: کلیات 1
1-1. بیان مسئله2
1-2. اورانیم و ترکیبات آن در چرخهی سوخت هستهای 3
1-2-1. مقدمه3
1-2-2. تاریخچه 4
1-2-3. خواص فیزیکی اورانیم5
1-2-4. خواص شیمیایی اورانیم 6
1-2-5. خواص هستهای اورانیم 6
1-2-6. تنوع ایزوتوپی اورانیم7
1-2-7. پراکندگی کانی اورانیم 7
1-2-7-1. غلظت اورانیم در هوا 8
1-2-7-2. مقدار اورانیم در مواد غذایی 8
1-2-8.. راههای ورود اورانیم به محیط 9
1-2-9. سمیت اورانیم 9
1-2-10. اهمیت اورانیم 11
1-2-11. کاربردهای اورانیم11
1-2-12. روش تهیه فلز اورانیم 12
1-2-12-1. اکسید اورانیم طبیعی 12
1-2-12-2. اورانیل نیترات 12
1-2-12-3. آمونیم اورانیل کربنات 13
1-2-12-4. اورانیم تری اکسید 13
1-2-12-5. اورانیم دیاکسید 14
1-2-12-6. اورانیم تترا فلورید 14
1-2-12-7. اورانیم هگزا فلورید 15
فصل 2: استخراج نقطهی ابری و پیشتغلیظ 17
2-1. مقدمه18
2-2. استخراج نقطه ابری 19
2-2-1. مروری بر تاریخچهی روش استخراج نقطهی ابری (CPE)20
2-2-2. تاریخچهی مطالعاتی وتحقیقاتی استخراج نقطهی ابری 21
2-2-3. سیستمهای میسلی (سورفكتانتها)26
2-2-4 برهمكنش گونه ها با ساختارهای میسلی 27
2-2-5. دسته بندی سورفکتانتها 28
2-2-5-1. سورفكتانتهای آنیونی 28
2-2-5-2. سورفكتانتهای كاتیونی 28
2-2-5-3. سورفكتانتهای آمفوتری (دو خصلتی) 28
2-2-5-4. سورفكتانتهای غیریونی 29
2-2-6. بررسی رفتار فازی سیستمهای سورفكتانتی 29
2-2-7. مراحل انجام روش استخراج نقطهی ابری 31
2-2-8. عوامل موثر بر كارآیی استخراج نقطهی ابری 33
2-2-9. مزایا و معایب استخراج نقطه ابری 34
2-2-10. كاربردهای روش استخراج نقطهی ابری 35
2-2-10-1. استخراج نقطهی ابری برای آنالیز تركیبات آلی 36
2-2-10-2. نمونههای محیطی 37
2-2-10-3. نمونههای زیستی 37
2-2-10-4. گونه های زیستی و بالینی 37
2-2-10-5. نمونههای جامد 39
2-2-10-6. آنالیز یونهای معدنی 40
2-2-10-7. كاربرد صنعتی روش استخراج نقطهی ابری 41
فصل 3: روش کار 43
3- مواد و دستگاهها44
3-1. مواد 44
3-2. دستگاهها 44
3-3. روش کار44
3-3-1. بررسی فرایند استخراج نقطهی ابری 44
3-3-2. کالیبراسیون سیستم تعیین غلظت نمونههای آبی 45
3-3-3. بهینه سازی فرایند 46
3-3-3-1. بررسی اثر نوع سورفکتانت بر راندمان استخراج اورانیم 46
3-3-3-2. بررسی اثر نوع لیگاند بر راندمان استخراج اورانیم 46
3-3-3-3. بررسی اثر pH بر راندمان استخراج اورانیم 46
3-3-3-4. بررسی اثر غلظت سورفکتانت بر راندمان استخراج اورانیم 47
3-3-3-5. بررسی اثر غلظت لیگاند بر میزان استخراج اورانیم 47
3-3-3-6. بررسی اثر دمای تعادل بر راندمان استخراج اورانیم 47
3-3-3-7. بررسی اثر زمان تعادل بر راندمان استخراج اورانیم 47
3-3-3-8. بررسی اثر زمان ماند در سانتریفوژ بر راندمان استخراج اورانیم 48
3-3-3-9. بررسی اثر غلظت محلول اورانیم بر میزان استخراج اورانیم 48
3-3-3-10. کارآیی تجزیهای 49
3-3-3-10-1. بازیابی (درصد جداسازی) 49
3-3-3-10-2. فاکتور پیشتغلیظ 49
3-3-3-10-3. حد تشخیص (LOD) و نحوه محاسبه آن 50
فصل 4: بحث و نتیجه گیری 52
- نتایج 53
4-1. کالیبراسیون سیستم تعیین غلظت نمونههای آبی 53
4-2. تاثیر نوع سورفکتانت بر راندمان استخراج اورانیم 53
4-3. تاثیر نوع لیگاند بر راندمان استخراج اورانیم 54
4-4. تأثیر pH بر راندمان استخراج اورانیم 55
4-5. تأثیر غلظت سورفکتانت بر راندمان استخراج اورانیم 56
4-6. تأثیر غلظت لیگاند بر میزان استخراج اورانیم 57
4-7. تاثیر دمای تعادل، زمان تعادل و زمان ماند در سانتریفوژ بر میزان استخراج اورانیم 58
4-7-1. پارامترهای ترمودینامیکی 60
4-8. تأثیر غلظت اولیهی اورانیم بر میزان استخراج آن 61
4-9. اثر یونهای مزاحم بر استخراج اورانیم 61
4-10. کارآیی تجزیهای 62
4-11. کاربرد 62
فصل 5: بحث و نتیجه گیری 64
5-1. جمعبندی 65
5-2. پیشنهادات66
فهرست منابع 68
چکیده انگلیسی76
فهرست جدولها
جدول 1-1 غلظت اورانیم در برخی سنگها، پوستهی زمین و آب دریاها 8
جدول 2-1 مقایسه تعدادی از روشهای تجزیهای 19
جدول 2-2 جداسازی تک عنصری با بهره گرفتن از روش استخراج نقطهی ابری 24
جدول 2-3 جداسازی دو عنصری با بهره گرفتن از روش استخراج نقطهی ابری 25
جدول 2-4 جداسازی سه عنصری با بهره گرفتن از روش استخراج نقطه ی ابری 26
جدول 2-5 طبقه بندی سورفکتانتها 29
جدول 2-6 CMC و CPT برای شماری از سورفكتانتهای غیریونی30
جدول 2-7 برخی از كاربردهای CPE در تجزیهی نمونههای محیطی 38
جدول 2-8 برخی از كاربردهای CPE در آنالیز نمونههای زیستی 38
جدول 2-9 کاربردهای استخراج نقطهی ابری در استخراج و پیشتغلیظ گونه ها 42
جدول3-1 ساختار سورفکتانتها و لیگاندهای استفاده شده 45
جدول4-1 پرتوزایی محلولهای با غلظتهای مختلف اورانیم53
جدول4-2 کمیتهای ترمودینامیکی مربوط به استخراج نقطهی ابری یون اورانیل 61
جدول4-3 میزان مزاحمت یونهای فلزی غیر از اورانیل 62
جدول4-4 نتایج تجزیه و تحلیل نمونههای حقیقی 63
جدول5-1 مقایسه روش پیشنهادی با سایر روشها 67
فهرست شکلها
شکل1-1 شكافت هستهای اورانیم 7
شکل 2-1 طرحوارهی استخراج نقطهی ابری یون روی 21
شکل 2-2 تعداد مقالات سالیانهی چاپ شده در زمینه CPE.22
شکل 2-3 ساختار کلی یک سورفکتانت 27
شکل 2-4 تعادل بین منومرهای سورفکتانت و میسل در غلظتهای بالاتر از غلظت بحرانی میسل 27
شکل2-5 ساختارهای منظم مولکولی ایجاد شده توسط مولکولهای سورفکتانت 27
شکل2-6 نمودار فازی برای سورفكتانتهای غیریونی و سورفكتانتهای دو خصلتی 29
شکل2-7 نمایش طرحوار استخراج نقطهی ابری، حل شدن آنالیتها در مجموعهی میسلی32
شکل2-8 طرحوارهای از کاربرد صنعتی روش استخراج نقطهی ابری.41
شکل4-1 منحنی تغییرات میزان پرتوزایی بر حسب غلظت 53
شکل4-2 تاثیر نوع سورفکتانت بر راندمان استخراج اورانیم 54
شکل4-3 اثر ترکیب سورفکتانتها بر راندمان استخراج اورانیم 54
شکل4-4 تغییرات راندمان استخراج اورانیم با نوع لیگاند 55
شکل4-5 توزیع کمپلکسهای U(VI) –HQ 8 به صورت تابعی از pH 56
شکل4-6 راندمان استخراج اورانیم به صورت تابعی از pH محیط 56
شکل4-7 راندمان استخراج اورانیم به صورت تابعی از غلظت سورفکتانت 57
شکل4-8 راندمان استخراج اورانیم به صورت تابعی از غلظت لیگاند 58
شکل4-9 تغییرات راندمان استخراج اورانیم با دمای تعادلی 59
شکل4-10 راندمان استخراج اورانیم به صورت تابعی از زمان انکوباسیون 59
شکل4-11 راندمان استخراج اورانیم بر حسب زمان ماند در سانتریفوژ 59
شکل4-12 تغییرات لگاریتم ضریب پیشتغلیظ با عکس دما 60
شکل4-13 راندمان استخراج اورانیم به صورت تابعی از غلظت اولیهی اورانیم 61
چکیده
یک روش جدید مبتنی بر استخراج نقطهی ابری به منظور استخراج اورانیم از نمونههای آبی و اندازه گیری آن با بهره گرفتن از طیف سنجی آلفا بر پایه سوسوزنی مایع مورد بررسی قرار گرفته است. استخراج اورانیم از نمونههای آبی در حضور تعدادی از سورفکتانتها و معرفهای کیلیت ساز قابل دسترس با بهره گرفتن از این روش انجام پذیرفته است. یونهای کیلیت ساز با تشکیل کمپلکس در دمای بالای دماهای بالاتر از نقطهی ابری به درون فاز غنی از سورفکتانت استخراج گردید. تفکیک کامل فازها با بهره گرفتن از سانتریفوژ به انجام رسید. پس از جدایی فازها، میزان اورانیم موجود در فاز آبی با بهره گرفتن از دستگاه شمارگر سوسوزن مایع اندازه گیری و به این ترتیب راندمان استخراج محاسبه و لیگاند و سورفکتانت مناسب انتخاب گردید. همچنین عوامل مؤثر بر فرایند استخراج نقطهی ابری اورانیم شناسایی و میزان تأثیر این عوامل (pH محیط، غلظت لیگاند، غلظت سورفکتانت، تداخل یونهای مزاحم، دما و زمان تعادل، زمان ماند در سانتریفوژ) مورد ارزیابی قرار گرفت. شرایط بهینه برای استخراج اورانیم از محلولهای آبی با بهره گیری از روش استخراج نقطهی ابری تعیین گردید. در شرایط بررسی شده راندمان استخراج بالا بوده (99%) ومنحنی کالیبراسیون در گسترهی 4-10×25/6 تا 1/0 میکروگرم بر لیتر خطی است. همچنین ضریب همبستگی 99/0 نشان دهنده رابطه خطی مناسب بین غلظت گونه ها و سیگنال تجزیهای میباشد. حد تشخیص (LOD) محاسبه شده، که عبارت است از 3 برابر نسبت انحراف معیار شاهد به شیب منحنی کالیبراسیون m)/ Sd3(، برابر 1/0 میکروگرم بر لیتر به ازای 50 میلیلیتر نمونه میباشد. ضریب پیشتغلیظ که از نسبت غلظت گونه مورد نظر در فاز سورفکتانتی به غلظت آن در فاز آبی محاسبه می شود 5/48 بهدست آمد.
روش پیشنهاد شده، برای اندازه گیری اورانیم در نمونههای حقیقی آب بهکار گرفته شد. دو نمونه آب شیر و آب دریا مورد اندازه گیری قرار گرفت. آزمایشهای افزایش و بازیابی نیز انجام شد و بازیابی بین 9/98 و 23/113 ذرصد بود. نتایج، دقت و عملی بودن روش برای تجزیهی نمونههایی از این نوع را نشان داد.
فصل 1
کلیات
1-1- بیان مسئله
آب در صنعت، کشاورزی و محیط زیست نقش مهمی را بازی می کند. اکثر مردم جهان از کمبود یا آلودگی آب رنج میبرند[1].
آلودگی سامانههای آبی به مواد آلی، فلزات سنگین و مواد پرتوزا یكی از مهمترین مشكلات جوامع صنعتی یا نیمه صنعتی است. برای رفع این مشكل در طول سالهای اخیر تلاش های زیادی برای معرفی و توسعه روشهایی برای حذف آلودگیها از منابع آبی انجام شده است. اما آلودگی آب مشكلی است كه با پیشرفت فعالیتهای صنعتی و همچنین كشاورزی رو به گسترش و فزونی است. بسیاری از آلایندهها حتی در غلظتهای بسیار پایین اثرات زیانباری برروی سلامتی انسان و محیط زیست دارند .
در دهههای اخیر، توسعه روشهای استخراج و یا جداسازی مواد آلایندهی آلی كه به میزان بسیار کمی در منابع زیست محیطی حضور دارند مورد توجه خاص قرار گرفته است. مسایل و معضلات فراوانی كه حضور یونهای فلزی در نمونهها به همراه دارد،بر ضرورت تشخیص واندازه گیری آنها در مقادیر كم میافزاید. از آنجاییكه در بسیاری از موارد مقدار این یونهای فلزی کمتر از حد تشخیص دستگاههای تجزیهای است و به دلیل پیچیده بودن بافت نمونه و حضور گونه های مزاحم به ویژه در نمونههای زیستی و زیست محیطی، اندازه گیری مستقیم یونهای فلزی میّسر نیست. لذا انجام عملیات آماده سازی نمونه از جمله عملیات استخراج و پیش تغلیظ به منظور تغییر بافت نمونه و افزایش غلظت گونه مورد نظر به نحوی كه قابل تشخیص و اندازه گیری با دستگا ههای تجزیهای باشد ضروری است.
طی سالهای اخیر تلاش های زیادی در جهت ابداع روشهای نوین برای اندازه گیری مقادیر اندك گونه ها در نمونههای مختلف انجام پذیرفته و در این زمینه پیشرفتهای چشمگیری حاصل شده است. آماده سازی نمونه که شامل تبدیل بافت نمونه حقیقی به بافتی است كه برای تجزیه با تكنیک جداسازی و یا روشهای دیگر مناسب باشد، عموماً وقتگیرترین مرحله آنالیز محسوب می شود. آماده سازی نمونه می تواند منشأ عمدهی پایین بودن دقت وصحت روش باشد. به طور كل آماده سازی نمونه به منظور تحقق اهداف زیر صورت میگیرد:
1- حذف مزاحمهای بالقوه از نمونه با هدف افزایش گزینندگی روش،
2- پیشتغلیظ گونه مورد نظر ، افزایش حساسیت روش و در صورت لزوم تبدیل گونه به شكلی كه برای جداسازی یا شناسایی مناسبتر باشد.
3- مهیا نمودن روشی تكرار پذیر و قوی كه مستقل از تغییرات در بافت نمونه باشد.
اساسیترین مرحله آماده سازی نمونه، فرایند استخراج میباشد كه به منظور جدا كردن و پیشتغلیظ مقادیر كم گونه از بافت نمونه (جامد، مایع یا گاز) به كار میرود. روش استخراجی آرمانی روشی است كه سریع، ساده, تكرارپذیر و ارزان بوده، بازیابی كمّی گونه های مورد نظر را بدون از دست دادن یا تخریب آنها ممكن سازد. با حجم كم نمونه انجام پذیرد، از گزینندگی بالا برخوردار باشد، استفاده از حلال در آن به حداقل برسد و از قابلیت اتوماسیون و استفاده بهصورت پیوسته با سیستمهای تجزیهای برخوردار باشد، و در نهایت نیازی به تغلیظ و كاهش حجم فاز استخراجی نداشته باشد.
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.
14,700 تومانافزودن به سبد خرید
