رفتن به محتوای اصلی
x
تهیه، بررسی ویژگی ها و كاربرد نانو كامپوزیت زیستی حاوی ساكارید و هیدروكسیدهای لایه ای دوگانه اصلاح شده با تانیك اسید برای حذف رنگزاهای نساجی از پساب
تاریخ دفاع
استاد

محمود فيض

دانشکده
مهندسی نساجی

  خیراً هیدروکسیدهای الیهای دوگانه (LDH (بهعنوان جاذبهای قوی برای حذف رنگزاها بسیار مورد توجه هستند. به دلیل سطح مخصوص باال و پایداری شیمیایی خوب، LDH ها عملکرد جذبی عالی دارند. این ترکیبها غیرسمی، ارزان و بهراحتی در دسترس هستند و همچنین بازیابی آنها بهسادگی صورت میپذیرد. در پژوهش حاضر، در ابتدا LDH ZnFe در فرایندی دومرحلهای شامل رسوبدهی همزمان و اکسیداسیون تهیه گردید. در مرحله بعد بهمنظور افزایش فضای میان الیهایLDH تهیه شده و تسهیل توزیع آن در بافت پلیمری کیتوسان، LDH ZnFe با تانیکاسید عمل شد. نتایج آزمون XRDنشاندهنده پخششدگی الیههای LDH در نتیجه نفوذ آنیون بزرگ تانیکاسید در فضای میان الیهای بود. در ادامه، فیلمهاینانوکامپوزیتزیستیحاوی کیتوسان، تانیکاسید و LDH ZnFe با کاربردروش قالبگیریمحلول ساخته شدند وبرای حذف رنگزای راکتیو آبی 4( RB4 )از محلول آبی به کار رفتند. روشهای شناسایی مختلف شامل XRD ،FTIR ، FESEM، EDS و BET برای تعیین خواص فیزیکی و شیمیایی جاذب تهیهشده به کار رفت. همچنین تأثیر درصد LDH و درصد تانیکاسید در فیلمهای نانوکامپوزیت زیستی بر درصد رطوبت محتوی، درصد حاللیت در آب و درصد تورم با کاربرد روش وزن سنجی تعیین گردید. دو عامل درصد LDH و درصد تانیکاسید بهعنوان متغیرهای مستقل در نظر گرفته شدند و در سه سطح 0 ،%10 %و 20 %تغییر داده شدند. تجزیه و تحلیل واریانس دوعاملی با مدل اثرهای تصادفی برای تحلیل نتایج به کار رفت. نتایج نشان داد که در سطح معنیداری 5 ،%درصد تانیکاسید و درصد LDH عوامل تأثیرگذاری بر درصد حاللیت و درصد رطوبت محتوی فیلمهای نانوکامپوزیتزیستی نبودند. همه فیلمهای تهیهشده دارای حاللیت بسیار پایینی )کمتر از 1 )%در آب بودند که این نتیجه برای کاربرد آنها بهعنوان جاذب بسیار مطلوب است. درصد رطوبت محتوی فیلمها نیز در محدوده 1/12-1/10 بود و بهطور معناداری با تغییر درصد LDH و تانیکاسید تغییر نکرد. ولی درصد تورم فیلمها که در محدوده 268-115بود، بهطور معناداری با افزایش درصد LDH و درصد تانیکاسید کاهش نشان داد. روش سطح پاسخ با طراحی باکس-بنکن برای بهینه کردن درصد تانیکاسید، درصد LDH ZnFe در فیلم نانوکامپوزیتزیستی و همچنین شرایط کاربردی در فرایند جذب )pH ،مقدار جاذب و زمان( به کار رفت. هر کدام از پنج متغیرهای مستقل در نظر گرفتهشده در سه سطح به این شرح تغییر داده شدند: درصد LDH :0 ،10 و 20 درصد، درصد تانیکاسید: 0 ،10 و 20 درصد، pH محلول: 5 ،7 و 9 ،مقدار جاذب:5/0 ،1 و 5/1 گرمبرلیتر و زمان: 30 ،60 و 90 دقیقه. پس از انجام آزمایشها و تفسیر نتایج با کاربرد روش تجزیه و تحلیلواریانس، رابطه بین متغیرهای مستقل در نظر گرفتهشدهو متغیر پاسخ )درصد حذف رنگزای RB4 )با معادلهریاضی درجه دومی2 تطبیق داده شد )96/0=R .)نتایج نشان داد که افزایش درصد LDH ،کاهش pH ،افزایش زمان جذب و افزایش مقدار جاذب بهطور معناداری موجب افزایش درصد حذف رنگزا شدند. شرایط بهینه برآورد شده برای حذف رنگزای RB4 به این صورت بود: درصد LDH :20 ،درصد تانیکاسید: 10 ،5=pH ،زمان: 71 دقیقه و مقدار جاذب: 5/1 گرمبرلیتر. اعمال این شرایط منجر 406 برای رنگزای RB4 1-g mg به حذف 2/98 % رنگزا گردید. بیشینه ظرفیت جذب فیلم نانوکامپوزیتزیستی بهینهشده مقدار بود. در ادامه، با توجه به اینکهدر بسیاری از سامانههای تصفیهازدانههای پلیمری برای پر کردن ستونهای تصفیهاستفاده میگرددو همچنین با توجه به خواص جذبی امیدوارکننده مخلوط اکسیدهای فلزی )MMO )مشتق شده از LDH ،دانههاینانوکامپوزیتزیستی محتوی کیتوسان و LDH اصالحشده با تانیکاسید و کیتوسان و MMO اصالحشده با تانیکاسید تهیه گردید و عملکرد جذبی آنها برای حذف همزمان سه رنگزای راکتیو زرد 4( RY4 ،)راکتیو قرمز 2( RR2 )و RB4 بررسی گردید. طراحی آزمایشها براساس طرح عاملی کامل صورت پذیرفت و نتایج با کاربرد روش تجزیه و تحلیل واریانس تفسیر شدند. نتایج نشان داد که در مقایسه بین فیلم و دانههای تهیهشده با ترکیب کامپوزیتی مشابه، بیشینه ظرفیت جذب برای رنگزای ( دانهها برای RB4 mg g-1406 )بود.همچنین دانههای نانوکامپوزیتزیستی 1-g mg 483 )بیشتر از فیلم نانوکامپوزیتزیستی )1-g mg محتوی MMO در مقایسه با دانههای محتوی LDH بیشینه ظرفیت جذب پایینتری ) 332 )>را برای هر سه رنگزای موردمطالعه نشان دادند.

تحت نظارت وف ایرانی