حذف همزمان آرسنیک و باکتری از آب با استفاده از نانوجاذب های برمبنای کیتوسان اصلاح شده با فلز

هدف از این کار افزایش کارایی جذب کیتوسان نسبت به As(III)، گونه بسیار سمی و متداول آرسنیک در آب های زیرزمینی، و افزایش فعالیت ضدمیکروبی آن در pH خنثی، pH آب های طبیعی، است. بنابراین نانوکامپوزیت مس-کینوسان/آلومینا تهیه و به عنوان جاذب جدید برای حذف As(III) مورد استفاده قرار گرفت. ویژگی های جاذب تهیه شده توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM) ، طیف سنجی انرژی متفرق کننده اشعه X (EDX)، میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM)، طیف سنجی مادون قرمز(FTIR) و  طیف سنجی پراش اشعه ایکس (XRD) بررسی شد. جاذب اصلاح شده مورفولوژی سطح متخلخل تری را نسبت به کیتوسان خالص نشان داد. تصاویر فاز  AFM پراکندگی نانوذرات آلومینا در ماتریس پلیمر را نشان داد. نتایج FTIR، EDX و XRD مشخص کردند که یون های Cu²⁺ با گروه های آمین روی سطح کیتوسان کمپلکس تشکیل داده است. رفتار جذب As(III) بر روی Cu-chitosan/nano-Al₂O₃، chitosan/nano-Al₂O₃ و کیتوسان خالص با استفاده از سنتیک جذب و مطالعات ایزوترم در دمای اتاق بررسی شد. داده های جذب برای سه نوع جاذب توسط هر دو مدل لانگمویر و فروندلیچ بخوبی پردازش شدند. داده های سنتیکی نشان دادند که مطابقت خوبی با مدل سنتیکی شبه نوع دوم دارند. جاذب اصلاح شده ظرفیت جذب و سرعت اولیه جذب بالاتری را ارائه کرد. فعالیت ضدمیکروبی جاذب ها توسط روش حداقل غلظت بازدارنده (MIC) مورد مطالعه قرار گرفت. فعالیت ضدمیکروبی  Cu-chitosan/nano-Al₂O₃  بسیار بالاتر از chitosan/nano-Al₂O₃  و کیتوسان خالص بود.

نوع فایل :word

تعداد صفحات :۱۴۷

*———————————–*

فصل اول مقدمه و بررسی منابع

۱-۱- مقدمه

۱-۲- آرسنیک

۱-۳- روش های حذف آرسنیک از آب

۱-۳-۱- روش فرآیند غشایی اسمز معکوس

۱-۳-۲- روش انعقاد و لخته سازی-ترسیب

۱-۳-۳- روش جذب سطحی

۱-۴- تعریف جذب سطحی

۱-۴-۱- مهمترین عوامل موثر بر جذب سطحی

۱-۴-۱-۱-  مساحت سطح جذب

۱-۴-۱-۲- ماهیت ماده جذب شونده و جاذب

۱-۴-۱-۳-  pH

۱-۴-۱-۴- دما

۱-۴-۲- اساس پدیده جذب سطحی

۱-۴-۳- مکانیسم فرآیند جذب

۱-۴-۳-۱- جذب سطحی فیزیکی

۱-۴-۳-۲- جذب سطحی شیمیایی

۱-۴-۴- جاذب های مورد استفاده در جذب سطحی

۱-۵- متداولترین جاذب های مورد استفاده در حذف آرسنیک

۱-۵-۱- کیتوسان و نانوکامپوزیت های آن

۱-۵-۲- آلومینای فعال

۱-۵-۳- نانوذرات آهن صفر ظرفیتی

۱-۶- ایزوترم های جذب سطحی

۱-۶-۱- ایزوترم جذب لانگمویر

۱-۶-۲- ایزوترم فروندلیچ

۱-۷- سنتیک جذب

۱-۷-۱- مدل سنتیکی شبه مرتبه اول

۱-۷-۲- مدل سنتیکی شبه مرتبه دوم

۱-۷-۳- مدل نفوذ درون ذره­ای

۱-۸- برخی از مواد دارای خاصیت آنتی باکتریال

۱-۸-۱- کیتوسان

۱-۸-۲- یون های مس و کمپلکس کیتوسان- مس

۱-۸-۳- نانوذرات نقره

۱-۹- مروری بر کارهای انجام شده

۱-۱۰- اهداف پروژه حاضر

فصل دوم مواد و روش ها

۲-۱- مواد شیمیایی مورد استفاده

۲-۲- جاذب های مورد استفاده برای حذف آرسنیک (III)

۲-۳- تهیه جاذب ها

۲-۳-۱-  روش تهیه کامپوزیت کیتوسان/نانوآلومینا

۲-۳-۲- روش سنتز نانو جاذب کیتوسان/آلومینا اصلاح شده با مس(II)

۲-۴- دستگاه های مورد استفاده

۲-۵- بررسی خصوصیات جاذب ها

۲-۶- روش تهیه محلول استاندارد آرسنیت

۲-۷- آزمایشات جذب دسته ای (بچ)

۲-۷-۱- بررسی مقدار بهینه نانوآلومینا در کامپوزیت Chitosan/nano-Al2O3 جهت حذف As(III)

۲-۷-۲- بررسی نسبت بهینه مس به کیتوسان در نانوجاذب Cu-chitosan/nano-Al2O3 جهت حذف As(III)

۲-۷-۳- بررسی تاثیر غلظت اولیه آرسنیک بر فرآیند جذب سطحی (مطالعات ایزوترم جذب)

۲-۷-۴- بررسی تاثیر زمان تماس بر فرآیند جذب سطحی As(III) (مطالعات سنتیک جذب)

۲-۸- بازجذب و استفاده مجدد از جاذب ها

۲-۹- روش آنالیز

۲-۱۰- بررسی اثر تداخل یون های رایج

۲-۱۱- بررسی خاصیت ضد میکروبی جاذب ها

فصل سوم نتایج و بحث

۳-۱- بررسی ساختار و ویژگیهای جاذبهای کیتوسان، کیتوسان/نانوآلومینا و مس-کیتوسان/نانوآلومینا

۳-۱-۱- ویژگی های مورفولوژی جاذب ها

۳-۱-۲- مطالعاتEDX   جاذب ها

۳-۱-۳- مطالعاتAFM   جاذب ها

۳-۱-۴- مطالعاتXRD   جاذب ها

۳-۱-۵- مطالعات FTIR  جاذب ها

۳-۲- ساختار فرضی نانوکامپوزیت کیتوسان/آلومینا

۳-۳- بررسی پارامترهای موثر بر جذب As(III) به روش ناپیوسته در دمای محیط و pH خنثی

۳-۳-۱- بررسی مقدار بهینه نانوذرات آلومینا در Chitosan/nano-Al2O3 جهت حذف As(III)

۳-۳-۲-  بررسی نسبت بهینه مس به کیتوسان در نانوجاذب اصلاح شده جهت حذف As(III)

۳-۳-۳- بررسی تاثیر غلظت اولیه As(III)بر فرآیند جذب سطحی

۳-۳-۴- بررسی تاثیر زمان تماس بر فرآیند جذب سطحی As(III)

۳-۴- ایزوترم های جذب سطحی

۳-۴-۱- بررسی ایزوترم های جذب As(III) توسط جاذب کیتوسان

۳-۴-۱-۱- بررسی ایزوترم لانگمویر

۳-۴-۱-۲- بررسی ایزوترم فروندلیج

۳-۴-۲- بررسی ایزوترم های جذب As(III) توسط نانوکامپوزیت Chitosan/nano-Al2O3

۳-۴-۲-۱- بررسی ایزوترم لانگمویر

۳-۴-۲-۲- بررسی ایزوترم فروندلیج

۳-۴-۳- بررسی ایزوترم های جذب As(III) توسط نانوجاذب Cu-chitosan/nano-Al2O3

۳-۴-۲-۱- بررسی ایزوترم لانگمویر

۳-۴-۲-۲- بررسی ایزوترم فروندلیج

۳-۵- سنتیک­های جذب سطحی

۳-۵-۱- مدل سنتیکی شبه مرتبه اول

۳-۵-۲- مدل سنتیکی شبه مرتبه دوم

۳-۵-۳- مدل نفوذ درون ذره­ای

۳-۶- اثر pH  اولیه

۶-۷- اثر تداخل یون های رایج

۳-۸- قابلیت استفاده مجدد از جاذب

۳-۹- حذف آرسنیک از آب های طبیعی

۳-۶- فعالیت ضدمیکروبی

۴- نتیجه گیری

۵- پیشنهادات