No category

پایان نامه ارشد رایگان با موضوع ریخت شناسی، دانش بنیان، شبیه سازی، دسته بندی

دسامبر 1, 2018

دانشگاه سمنان
دانشکده مهندسی شیمی، نف
فهرست مطالب
عنوان صفحه
فصل اول: مقدمه و تئوری تحقیق ۱
۱-۱ مقدمه ۱
۱-۲ انواع جذب ۳
۱-۳ طبیعت جاذب‌ها ۴
۱-۴ جاذب‌ها ۴
۱-۵ عوامل تأثیرگذار بر روی قدرت جذب یک جاذب ۵
۱-۵-۱ سطح تماس ۵
۱-۵-۲ غلظت ۷
۱-۵-۳ دما ۷
۱-۵-۴ نوع ماده جذب شده و جاذب ۷
۱-۵-۵ حالت ماده جذب شده و جاذب ۷
۱-۶ ذغال‌های رنگ بر ۷
۱-۷ کربن فعال ۸
۱-۸ روش‌های فعالسازی ۹
۱-۸-۱ روش فعالسازی فیزیکی ۹
۱-۸-۲ روش فعالسازی شیمیایی: ۱۰
۱-۹ تئوری رنگ‌ها و جذب رنگ ۱۲
۱-۱۰ اساس کار دستگاه اسپکتروسکوپ‏ ۱۳
۱-۱۰-۱ اسپکتروفتومتر نور مرئی ۱۳
۱-۱۰-۲ اجزاء دستگاه ‏ ۱۳
۱-۱۰-۳ طرز تعیین غلظت یک ماده توسط اسپکتروفتومتر ۱۵
۱-۱۱ رنگ‌ها و خواص آن‌ها ۱۶
۱-۱۱-۱ رنگ‌های اسیدی یا آنیونی ۱۶
۱-۱۱-۲ رنگ‌های بازی یا کاتیونی ۱۶
۱-۱۱-۳ رنگ‌های خنثی ۱۷
۱-۱۲ ایزوترم‌های جذب ۱۸
۱-۱۲-۱ ایزوترم فرندلیچ ۱۸
۱-۱۲-۲ مدل‌ایزوترم لانگمیر ۱۹
۱-۱۲-۳ مدل‌ایزوترم BET ۲۰
۱-۱۲-۴ مدل‌ایزوترم دوبین-رادوشکویچ ۲۱
۱-۱۲-۵ ایزوترم تمکین ۲۲
۱-۱۲-۶ مدل‌ایزوترم توس ۲۲
۱-۱۲-۷ مدل‌ایزوترم سیپز ۲۲
۱-۱۲-۷ رادکه-پراودنیتز ۲۳
۱-۱۳ تخمین پارامترهای‌ایزوترم جذب با استفاده از خطی‌سازی: ۲۳
۱-۱۴ تصـفیـه آب ۲۴
۱-۱۵ جذب سطحی ۲۴
۱-۱۶ کاربرد‌های فرآیند جذب سطحی در صنعت تصفیه آب ۲۶
۱-۱۷ اهداف تحقیق ۲۷
فصل دوم: مروری بر سوابق مطالعاتی و پژوهشی ۲۹
۲-۱ مروری بر تحقیقات انجام شده در حذف آلاینده، بخصوص رنگ‌ها از محیط‌های آبی ۲۹
۲-۲ انواع جاذب‌ها ۳۰
۲-۲-۱ استفاده از جاذب‌های سنتزی ۳۰
۲-۲-۲ استفاده از جاذب‌های طبیعی ۳۱
۲-۳ حذف رنگ‌های کاتیونی و آنیونی ۳۲
۲-۴ روش‌های تبدیل مواد به جاذب کربنی ۳۴
۲-۵ نانوبیوکامپوزیت سلولز باکتریایی/سیلیکا جایگزین سلولزهای گیاهی ۳۸
۲-۶ استفاده از جاذب‌های گیاهی و ارزان قیمت به جای جاذب‌های گران ۳۹
فصل سوم: مواد و روش‌ها ۴۱
۳-۱ جاذب به کار رفته برای جذب در‌این تحقیق ۴۱
۳-۲ ترکیبات شیمیایی ۴۲
۳-۳ فرمول شیمیایی آلاینده‌ی رنگی به کار رفته ۴۲
۳-۴ شکل مولکولی ۴۳
۳-۵ نانو فیبر سلولز ۴۳
۳-۶ شرایط آزمایشگاه : ۴۵
۳-۷ تجهیزات و دستگاه‌ها ۴۶
۳-۸ مواد لازم ۴۶
۳-۹ روش آماده‌سازی جاذب ۴۸
۳-۹-۱ تهیه‌ی جاذب و مش بندی آن ۴۸
۳-۹-۲ تهیه جاذب خاکشیر در ابعاد نانو با استفاده از آسیاب فوق ریز کننده‌ی دیسکی ۴۸
۳-۱۰ تهیه‌ی محلول رنگ به عنوان پساب رنگی ۴۹
۳-۱۱ مراحل بهینه‌کردن جذب ۵۰
۳-۱۲ بررسی‌های جاذب به کار رفته ۵۰
۳-۱۳-۱ شکل شناسی ذرات(ریخت شناسی) ۵۰
۳-۱۳-۲ بررسی گونه‌های موجود در ساختار با استفاده از آزمون FTIR ۵۱
۳-۱۳-۳ روش جداسازی رنگ بریلیانت‌گرین ۵۱
۳-۱۳-۴ روش تعیین غلظت رنگ در محیط آبی ۵۲
۳-۱۳ روش محاسبه‌ی میزان حذف ۵۳
۳-۱۴بررسی و تعیین‌ایزوترم یا‌ایزوترم‌های جذبی حاکم بر فرآیند جذب ۵۴
۳-۱۵ بررسی سنتیک جذب ۵۴
۳-۱۶-۱ مدل سنتیک شبه درجه اول ۵۴
۳-۱۶-۲ مدل سنتیک شبه درجه دوم ۵۵
۳-۱۶-۳ مدل سنتیک نفوذ درون ذره‌ای ۵۶
۳-۱۶-۴ مدل سنتیک بنگهام ۵۶
فصل چهارم: نتایج آزمایشگاهی ۵۷
۴-۱ بهینه‌کردن جاذب ۵۷
۴-۱-۱ انتخاب pH بهینه ۵۷
۴-۱-۲ زمان تماس ۵۹
۴-۱-۳ مقدار گرم جاذب(دُز جاذب) ۶۰
۴-۱-۴ غلظت اولیه‌ی محلول ۶۲
۴-۱-۵ بررسی دما ۶۳
۴-۱-۶ دور همزن ۶۴
۴-۱-۷ اسیدی‌کردن جاذب ۶۵
۴-۱-۸ تأثیر اندازه جاذب بر میزان حذف ۶۶
۴-۲ ایزوترم‌های حاکم بر فرآیند جذب ۶۷
۴-۲-۱ مدل فرندلیچ ۶۷
۴-۲-۲ مدل‌ایزوترم لانگمیر ۶۸
۴-۲-۳ ایزوترم تمکین ۷۰
۴-۲-۴ نانوژل و جداسازی آن از محیط آبی پس از فرآیند حذف ۷۱
۴-۳ شکل‌‌شناسی (شکل‌شناسی یا ریخت‌شناسی جاذب) ۷۲
۴-۴ آزمایش FTIR برای بررسی گونه‌های موجود در ساختمان شیمیایی جاذب ۷۸
۴-۵ تخمین پارامتر‌های ترمودینامیکی ۸۲
۴-۵-۱ مدل سنتیک شبه درجه اول ۸۲
۴-۵-۲ مدل سنتیک شبه درجه دوم ۸۲
۴-۵-۳ مدل نفوذ درون ذره‌ای ۸۳
۴-۵-۴ مدل بنگهام ۸۴
۴-۶ مقایسه جداسازی رنگ بریلیانت‌گرین از محلول آبی با استفاده از جاذب‌های مشابه با شرایط یکسان ۸۶
۴-۷ بررسی مقاومت‌های انتقال جرم ۸۷
فصل پنجم: نتیجه‌‌گیری و پیشنهادات ۹۰
۵-۱ نتیجه‌گیری ۹۰
۵-۲ پیشنهادت ۹۲
مراجع: ۹۳
پیوست ۱. فهرست اسامی‌لاتین ۱۰۰
پیوست ۲. کالیبراسیون دستگاه اسپکتروفوتومتر ۱۰۳
پیوست ۳. شبیه سازی جذب ۱۰۴
پیوست ۴. گرمای جذب و تغییرات انرژی آزاد گیبس و تغییرات آنتروپی ۱۰۵
فهرست جداول
جدول ۱- ۱. رنگ‌های به کار رفته در آزمایشگاه محیط‌های متخلخل برای آزمایش‌های اولیه جذب ۱۸
جدول ۱- ۲. پارامترهای‌ایزوترم فرندلیچ ۱۹
جدول ۱- ۳. پارامترهای‌ایزوترم لانگمیر ۲۰
جدول ۱- ۴. مشخصات فیزیکی و شیمیایی آب آشامیدنی که سازمان استاندارد تعیین کرده است ۲۷
جدول ۲- ۱. حداکثر جذب رنگ متیلن بلو توسط جاذب‌های ارزان قیمت و پسماند کشاورزی ۳۳
جدول ۲- ۲. حداکثر جذب رنگ بریلیانت‌گرین توسط جاذب‌های ارزان قیمت در طبیعت و مواد پسماند کشاورزی ۳۴
جدول ۲- ۳. خلاصه ای از روش‌های ساخت جاذب کربنی با فعال ساز‌های متفاوت ۳۶
جدول ۳- ۱. مشخصات رنگ بریلیانت‌گرین ۴۳
جدول ۳- ۲. مشخصات دستگاههای مورد استفاده ۴۶
جدول ۳- ۳. اسامی‌و مشخصات مواد مورد استفاده ۴۷
جدول ۳- ۴. جدول رنگ‌ها و طول موج‌های حداکثر مربوط به هر رنگ ۴۷
جدول ۳- ۵. مقدار جذب به ازای غلظت‌های مختلف رنگ برای بدست آوردن نمودار کالیبراسیون ۵۲
جدول ۴- ۱. پارامتر‌ایزوترم‌های بررسی شده برای جاذب مورد استفاده در دوشکل ۷۱
جدول ۴- ۲. مدل‌های سنتیکی فرآیند جذب ۸۶
فهرست اشکال
شکل ۱- ۱. نمودار خوشه ای برای دسته بندی کلیه‌ی پساب‌های آبی ۲
شکل ۱- ۲. دیاگرام تبدیل خوراک خام و خط تولید جاذب‌های گرانولی ۱۰
شکل ۱- ۳. دستگاه اسپکتروسکوپ ساخته شده برای گازها ۱۵
شکل ۱- ۴. دستگاه اسپکتروفوتومتر UNICO مدل ۲۱۰۰ ۱۵
شکل ۱- ۵.‌ایزوترم BET. ۲۰
شکل ۲- ۱. نمودار مربوط به جاذب‌های به کار رفته برای حذف رنگ متیلن بلو ۳۳
شکل ۲- ۲. نمودار مقایسه‌ی قدرت جذب و حذف رنگ بریلیانت‌گرین توسط جاذب‌های مختلف ارزان قیم ۳۵
شکل ۲- ۳. مراحل فعالسازی مواد برای تولید جاذب با تخلخل بالا ۳۷
شکل ۲- ۴. مقایسه هزینه‌ی تمام شده‌ی انواع جاذب‌ها ۴۰
شکل ۳- ۱. ساقه‌های خشک شده‌ی گیاه در طبیعت ۴۱
شکل ۳- ۲. گیاه خاکشیر به صورت سبز،‌تر و قبل از خشک شدن در طبیعت ۴۲
شکل ۳- ۳. لوزی مشخصات‌ایمنی برای رنگ بریلیانت‌گرین (استاندار NFPA) ۴۳
شکل ۳- ۴. ساختار شیمیایی رنگ بریلیانت‌گرین ۴۳
شکل ۳- ۵. تبدیل فیبر سلولز آلفا به نانوژل سلولز ۴۴
شکل ۳- ۶. توزیع ذرات در نانو فیبر سلولز تبدیل شده توسط شرکت دانش بنیان نانو نوین پلیمر ۴۵
شکل ۳- ۷ . نمودار کالیبراسیون دستگاه اسپکتروسکوپ ‌(کالیبراسیون بعد از ۳ساعت استفاده از همزن برای برای ۵۳
شکل ۴- ۱. اثر تغییر PH بر روی حذف رنگ بریلیانت‌گرین با استفاده از جاذب ( ۰.۳گرم جاذب و ۳گرم ۵۸
شکل ۴- ۲. مقایسه بهینه‌سازی زمان تماس ۶۰
شکل ۴- ۳. مقایسه بهینه‌سازی گرم جاذب(داده‌های مقادیر جرمی‌جاذب خاکشیر به شکل دوم ۱۰ برابر شده است) ۶۱
شکل ۴- ۴. اثر تغییر میزان غلظت رنگ بریلیانت‌گرین بر روی درصد جداسازی رنگ ۶۳
شکل ۴- ۵. بررسی تأثیر دما بر روی میزان حذف ۶۴
شکل ۴- ۶. تأثیر دور همزن بر حذف رنگ ۶۵
شکل ۴- ۷. مقایسه قابلیت جذب شکل دوم جاذب با ارتقاء توسط اسیدی‌کردن با اسید کلریدریک ۱مولار ۶۶
شکل ۴- ۸. اثر اندازه ذرات جاذب بر حذف ۶۷
شکل ۴- ۱۰. مدل لانگمیر برای دو شکل جاذب مورد بررسی ۶۹
شکل ۴- ۱۱. مدل تمکین ۷۱
شکل ۴- ۱۲. تصویر میکروسکوپ الکترونی نمونه‌ی جاذب به کار رفته با بزرگنمایی ۱۰۰۰برابر ۷۲
شکل ۴- ۱۳. تصویر میکروسکوپ الکترونی نمونه‌ی جاذب به کار رفته با بزرگنمایی ۱۰هزار برابر ۷۳
شکل ۴- ۱۴. تصویر میکروسکوپ الکترونی مربوط به جاذب، با بزرگ نمایی۱.۵K ۷۳
شکل ۴- ۱۵ . تصویر میکروسکوپ الکترونی عبوری(TEM) مربوط به نانو ساختار جاذب نانوژل با بزرگ نماییK30 ۷۴
شکل ۴- ۱۶. مدل لیگنین و سلول گیاهی که دسترسی به سلولز سخت می‌باشد ۷۴
شکل ۴- ۱۷. الیاف سلولزی که به صورت منظم در کنار هم قرار گرفته‌اند با بزرگ نمایی۲.۵K ۷۵
شکل ۴- ۱۸. الیاف سلولزی که به صورت منظم و همچون پارچه بافته شده در کنار هم قرار گرفته‌اند با بزرگ نمایی۶K ۷۶
شکل ۴- ۱۹. تصویر میکروسکوپ الکترونی جاذب نوع اول، بعد از ازاینکه توسط ماده افزودنی اسید کلریدریک ۱مولار و زمان ماند ۱ ساعت به همراه همزن مغناطیسی با دور RPM 360 خوابانده شد، با بزرگ نمایی ۳۵۰ برابر ۷۶
شکل ۴- ۲۰. تصویر میکروسکوپ الکترونی جاذب نوع اول، بعد از ازاینکه توسط ماده افزودنی اسید کلریدریک ۷۷
شکل ۴- ۲۶. برازش داده‌ها برای مدل سنتیک مدل شبه درجه دوم. ۸۳
شکل ۴- ۲۷. برازش مدل درون ذره ای به عنوان سنتیک جذب دو شکل از جاذب ۸۴
شکل ۴- ۲۸. برازش داده‌های آزمایش برای مدل سنتیک بنگهام ۸۵
شکل ۴- ۲۹. نمودار مقایسه‌ی قدرت جذب و حذف رنگ بریلیانت‌گرین توسط جاذب‌های مختلف ارزان قیمت ۸۷
شکل ۴- ۳۰) نمودار مقاومت های انتقال جرم در یک سیستم شامل جامد و انتقال جرم از مایع به داخل جامد ۸۸
شکل ۴- ۳۱) نفوذ غیر مداوم در سیستم های جامد در سیتم مختصاتی مختلف ۸۹
فهرست علائم و اختصارات
The quantity of dye adsorbed at equilibrium(mg /g
میزان میلی‌گرم جذب شده از ماده‌ی آلاینده به ازای واحد جرم جاذب در شرایط تعادل می‌باشد(mg/g)
The dye concentration at equilibrium
غلظت تعادلی آلاینده (mg/l)
Amount of dye adsorbed at time t_infinity (mg/g)
مقدار میلی‌گرم جذب شده مورد نیاز برای ظرفیت تک لایه ای به ازای واحد جرم جاذب (mg/g)
Temkin constant related to adsorption heat
b
مربوط به انرژی اتصال است(mg/1)
time (min)
t
زمان برحسب دقیقه
Amount of dye adsorbed at time t(mg/g)
میزان میلی‌گرم جذب شده از ماده‌ی آلاینده به ازای واحد جرم جاذب در زمان تماسt می‌باشد(mg/g)
is the adsorption rate constant
kf
ثابت سرعت مرتبه‌ی اول۱/min
rate constant of second-order equation
ks
ثابت سرعت مرتبه‌ی دوم gr /( mg. min)
The initial sorption rate, h (mg/g.min)
h
نرخ سرعت جذب اولیه mg/(g.min)
Part per million
ppm
یک قسمت در یک میلیون قسمت
K, Temperature
T
دما بر حسب کلوین(K)
فصل اول: مقدمه و تئوری تحقیق

No Comments

Leave a Reply