عنوان

حذف ترکیبی جذب سطحی- فتوتخریب آلاینده زیست محیطی از پساب با استفاده از ذرات ZIF-11

۴۸۰۷پ

فارسی

حذف ترکیبی جذب سطحی- فتوتخریب آلاینده زیست محیطی از پساب با استفاده از ذرات ZIF-11

[پایان نامه]

الهام رسولی

صنعتی سهند

۱۴۰۱

۸۳ص.

مصور، جدول، نمودار

CD

کارشناسی ارشد

مهندسی شیمی- محیط زیست

۱۴۰۱/۱۰/۰۱

آلاینده¬های زیست محیطی موجود در پساب¬ها، به یکی از مهم¬ترین مشکلات جهانی تبدیل شده اند زیرا در محیط زیست پایدار و مخرب آن هستند. تخلیه پساب حاوی آلاینده¬های آلی به محیط¬های آبی باعث تغییر رنگ طبیعی، تغییر طعم آب و بروز اختلال و بیماری¬های فراوان در زندگی موجودات زنده می¬شوند. از این¬رو، حذف آلاینده¬های موجود در آب، در سراسر جهان ضروری است. از بین روش¬های تصفیه آب، روش جذب سطحی به خاطر هزینه نسبتاً کم، طراحی ساده و کارکرد آسان یکی از ساده-ترین و موثرترین روش¬ها است. از طرف دیگر، جهت افزایش میزان حذف و تخریب کامل آلاینده می-توان از روش فتوکاتالیست نیز استفاده کرد که دارای مزایای زیادی مثل دوست¬دار محیط زیست، مقرون به صرفه و تجهیزات مورد نیاز کم می¬باشد. ذرات با ساختار شبکه¬های آلی- فلزی نظیر زئولیت-های ایمیدازول (ZIF) به دلیل مزایای زیاد نظیر پایداری شیمیایی و حرارتی بالا می¬توانند ¬¬به عنوان هم جاذب و هم کاتالیست برای فرآیند حذف آلاینده به کار بروند.ZIF ¬ دسته¬ای از چارچوب¬های آلی- فلزی هستند که دارای ساختار¬های هیبریدی هستند به این معنی که یون¬های فلزی به کار رفته در آن¬ها کاتیون روی می¬باشد و اتصال دهنده¬های این یون¬های فلزی در چارچوب¬های زئولیتی ایمیدازولیت، ایمیدازولات¬ها می¬باشند. از این¬رو، در این پایان¬نامه در نظر است از ذرات 11-ZIF برای حذف آلاینده زیست محیطی (نظیر آلاینده دارویی تتراسایکلین) با استفاده از روش حذف ترکیبی جذب سطحی- فوتوتخریب اقدام گردد. برای تعیین مشخصه ذرات سنتز شده از آنالیزهای XRD، FE-SEM، FTIR، BET، TPD استفاده شد. نتایج آنالیزهای تعیین مشخصه، وجود فازهای کریستالی، مورفولوژی سطحی یکنواخت، سطح ویژه بالا و قدرت اسیدی قوی نمونه را نشان داد. عملکرد نمونه-های سنتزشده برای حذف آلاینده از پساب مورد مطالعه قرار گرفت. اثر پارامترهای مختلف نظیر pH، زمان انجام فرآیند، غلظت آلاینده و مقدار ذرات استفاده شده بررسی شد. شرایط آزمایشگاهی بهینه در فرآیند جذب سطحی برای حذف آلاینده دارویی تتراسایکلین از پساب عبارت بود از: زمان 60 دقیقه، 9 =pH، ppm 10=C0، مقدار جاذب 30 میلی¬گرم و °C45= T که میزان حذف آلاینده به 93 درصد رسید. پس از یک چرخه بازیابی جاذب در شرایط ذکر شده، میزان حذف آلاینده تتراسایکلین به 90 درصد رسید. شرایط عملیاتی در فرآیند فتوکاتالیستی عبارت بود از: مدت زمان 60 دقیقه تاریکی و 90 دقیقه تحت تابش نور مرئی W500، 5 =pH محلول و 50 میلی¬گرم از نانوکاتالیست 11-ZIF که میزان حذف آلاینده به 86 درصد رسید. بدین ترتیب طبق نتایج به¬ دست آمده، 11-ZIF عملکرد مطلوب را از خود نشان داد و به عنوان گزینه ای مناسب¬ جهت توسعه جاذب و کاتالیست برای حذف آلاینده تتراسایکلین از پساب انتخاب شد.

Environmental pollutants in wastewater have become one of the most important global problems because they are persistent and destructive in the environment. The discharge of wastewater containing organic pollutants into the water environment causes a change in the natural color, change in the taste of the water, and the occurrence of many disorders and diseases in the life of living organisms. Therefore, the removal of pollutants in water is necessary all over the world. Among the water purification methods, the surface adsorption method is one of the simplest and most effective methods due to its relatively low cost, simple design and easy operation. On the other hand, in order to increase the rate of removal and complete destruction of the pollutant, the photocatalyst method can also be used, which has many advantages, such as being environmentally friendly, cost-effective, and requiring little equipment. Particles with the structure of organic-metallic networks such as imidazole zeolites (ZIF) can be used as both adsorbents and catalysts for the pollutant removal process due to many advantages such as high chemical and thermal stability. ZIF category They are one of the organic-metallic frameworks that have hybrid structures, which means that the metal ions used in them are zinc cations and the connectors of these metal ions in the framework Zeolites are imidazolites, imidazolates. Therefore, in this thesis, it is intended to use ZIF-11 particles for the removal of environmental pollutants (such as tetracycline pharmaceutical pollutants) using the combined removal method of surface absorption-photodegradation. XRD, FE-SEM, FTIR, BET, TPD analyzes were used to determine the characteristics of the synthesized particles. The results of the characterization analyzes showed the presence of crystalline phases, uniform surface morphology, high specific surface area and strong acid strength of the sample. The performance of the synthesized samples was studied to remove the pollutant from the wastewater. The effect of different parameters such as pH, process time, pollutant concentration and the amount of particles used was investigated. The optimal laboratory conditions in the process of surface absorption to remove tetracycline pharmaceutical pollutant from wastewater were: time 60 minutes, pH = 9, C0 = 10 ppm, amount of adsorbent 30 mg and T = 45 °C, which pollutant removal rate reached 93%. . After an adsorbent recovery cycle in the mentioned conditions, the removal rate of tetracycline pollutant reached 90%. Operating conditions in the photocatalytic process were: duration of 60 minutes of darkness and 90 minutes under visible light irradiation of 500W, solution pH = 5 and 50 mg of nanocatalyst ZIF-11, which pollutant removal rate reached 86%. Thus, according to the obtained results, ZIF-11 showed the desired performance and was chosen as a suitable option for the development of adsorbent and catalyst for the removal of tetracycline pollutant from wastewater.

Hybrid removal of adsorption- photo degradation of environmental pollutant from wastewater using ZIF-11 particales

جذب سطحی

فتوکاتالیست

تصفیه پساب

تتراسایکلین

جذب سطحی، فتوکاتالیست، تصفیه پساب، تتراسایکلین

Surface adsorption, Photocatalyst, Wastewater treatment, Tetracycline

رسولی، الهام

رستمی‌زاده

جعفرزاده

، محمد

، یونس

، ۱۳۶۲ -

استاد راهنما

استاد راهنما

صنعتی سهند

ایران

دانشگاه صنعتی سهند

20230913

شیمی، ۲۱۰۸۱، ۱۴۰۱

pch21081.pdf

p

TF

92029

a

Y