اختصاصی از
هایدی پایان نامه بررسی کارآیی نانوذرات تیتانیوم دی اکسید تثبیت شده در حذف کلرامفنیکول بعنوان یک آلاینده دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .
فرمت فایل : WORD (قابل ویرایش)
تعداد صفحات:100
پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد
گرایش شیمی کاربردی
عنوان : بررسی کارآیی نانوذرات تیتانیوم دی اکسید تثبیت شده در حذف کلرامفنیکول بعنوان یک آلاینده مدل از ترکیبات دارویی: بررسی تأثیر پارامترهای عملیاتی و مطالعات سینتیکی
فهرست مطالب:
چکیده
فصل اول: کلیات و بررسی منابع
1-1- مقدمه 1
1-2- آلاینده های محیط زیست 2
1-3- آنتی بیوتیک ها و مشکلات زیست محیطی 2
1-4- تکنیک های تصفیه 4
1-5- فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته (AOPs) 4
1-5-1- فرآیند هتروژن فتوکاتالیز 5
1-5-2- انواع فتوکاتالیزورها 13
1-5-3- مکانیسم فرآیندهای هتروژن کاتالیز 14
1-5-3-1- مکانیسم فرآیند فتوکاتالیستی UV/TiO2 15
1-6- تثبیت فتوکاتالیزور TiO2 بر روی بستر ثابت 17
1-6-1- تثبیت کاتالیزور به روش PMTP 20
1-7- طراحی آزمایش 22
1-7-1- انواع روش های طراحی آزمایش 22
1-7-1-1- روش تاگوچی 23
1-7-1-1-1- ویژگی آرایه های متعامد 23
1-8- فرآیند طراحی آزمایش 23
1-8-1- برنامه ریزی 24
1-8-2- اجرا 24
1-8-2-1- محاسبه اثر اصلی فاکتورها 24
1-8-3- آنالیز واریانس (ANOVA) 25
1-8-3-1- روش استاندارد 25
1-8-3-2- روش S/N (نسبت سیگنال به نویز) 27
1-8-3-2-1- مشخصه نوع Nominal is better 27
1-8-3-2-2- مشخصه نوع Smaller is better 28
1-8-3-2-3- مشخصه نوع Bigger is better 28
1-9- مطالعات پیشین در زمینه بررسی حذف آنتی بیوتیک ها با استفاده از فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته 28
1-10- اهداف طرح حاضر 33
فصل دوم: روش تحقیق
2-1- وسایل، دستگاه ها و نرم افزارهای مورد نیاز 34
2-1-1- فتوراکتور 35
2-2- مواد مورد استفاده 36
2-3- مشخصات TiO2-P25 36
2-4- مشخصات کلرامفنیکول 36
2-5- روش تهیه محلول مادر CAP 38
2-6- روش تثبیت نانو ذرات تیتانیوم دی اکسید بر روی بسترهای شیشه ای 38
2-7- تکنیک های مورد استفاده برای تعیین مشخصات بسترهای تهیه شده از نانوذرات TiO2-P25 تثبیت شده بر روی صفحات شیشه ای 40
2-8- روش تعیین میزان بارگیری نانوذرات تیتانیوم دی اکسید بر روی صفحات شیشه ای 41
2-9- بررسی فعالیت فتوکاتالیزوری نانوذرات تثبیت شده بر روی صفحات شیشه ای 42
2-10- نحوه ارائه نتایج 42
2-11- روش اندازه گیری غلظت CAP موجود در محلول 43
2-12- روش آماده سازی نمونه ها برای اندازه گیری TOC 45
2-13- روش آماده سازی نمونه ها برای اندازه گیری میزان یون های آمونیوم، نیترات، نیتریت و
کلرید 45
2-14- اندازه گیری نیترات به روش اسپکتروفتومتری 46
2-15- اندازه گیری نیتریت به روش اسپکتروفتومتری 46
2-16- اندازه گیری کلرید به روش آرژانتومتری 46
2-17- اندازه گیری آمونیوم به روش رنگ سنجی به کمک شناساگر نسلر 47
فصل سوم: نتایج و بحث
3-1- مشخصات بسترهای تهیه شده از نانوذرات TiO2-P25 بر روی صفحات شیشه ای 48
3-1-1- تصاویر SEM 48
3-1-2- تصاویر AFM 50
3-2- تأثیر پارامترهای عملیاتی در راندمان حذف کلرامفنیکول توسط نانوذرات TiO2-P25 تثبیت
شده بر روی صفحات شیشه ای 53
3-2-1- بررسی تأثیر غلظت اولیه کلرامفنیکول 53
3-2-2- بررسی تأثیر شدت نور فرابنفش 55
3-2-3- بررسی تأثیر pH 57
3-3- طراحی آزمایشات فعالیت فتوکاتالیزوری نانوذرات TiO2-P25 تثبیت شده بر اساس خواص
آرایه های متعامد 60
3-3-1- بهینه سازی میزان حذف 63
3-3-2- تعیین شرایط بهینه برای فعالیت فتوکاتالیزوری نانوذرات TiO2-P25 تثبیت شده در
حذف CAP 65
3-3-3- تعیین سهم متغیرهای انتخابی در فعالیت فتوکاتالیزوری نانوذرات TiO2-P25 تثبیت
شده در حذف CAP 68
3-4- آنالیز سینتیک حذف CAP توسط نانوذرات TiO2-P25 تثبیت شده بر روی صفحات شیشه ای
در فتوراکتور ناپیوسته 70
3-5- مطالعات معدنی سازی CAP توسط نانوذرات دی اکسید تیتانیوم در فتوراکتور ناپیوسته 77
3-6- نتیجه گیری 80
3-7- پیشنهادات 81
منابع 82
چکیده انگلیسی
فهرست جداول
جدول (1-1): تصفیه ترکیبات دارویی به روش اکسیداسیون پیشرفته (AOPs) 7
جدول (2-1): مشخصات آنتی بیوتیک کلرامفنیکول 37
جدول (2-2): جذب محلول هایی با غلظت های مختلف از کلرامفنیکول در nm 278 max= 44
جدول (3-1): اطلاعات مورفولوژیکی حاصل از تصاویر AFM 51
جدول (3-2): اطلاعات زبری حاصل از تصاویر AFM 52
جدول (3-3): نتایج تأثیر غلظت اولیه CAP در میزان حذف آن توسط نانوذرات TiO2-P25
تثبیت شده Light intensity= 36.7 W m-2, pH 4 54
جدول (3-4): نتایج تأثیر شدت نورهای مختلف فرابنفش در میزان حذف CAP توسط نانوذرات
TiO2-P25 تثبیت شده [CAP]= 20 mg L-1, pH 4 56
جدول (3-5): نتایج تأثیر pH در میزان حذف CAP توسط نانوذرات TiO2-P25 تثبیت شده
[CAP]= 20 mg L-1, Light intensity= 36.7 W m-2 58
جدول (3-6): فاکتورها و سطوح آن ها برای طراحی آزمایشات 61
جدول (3-7): آرایه متعامد L16 برای طراحی آزمایش 62
جدول (3-8): نتایج آزمایشات بر اساس آرایه L16 64
جدول (3-9): مقادیر S/N برای آزمایشات مختلف 65
جدول (3-10): پاسخ آنالیز تاگوچی فعالیت فتوکاتالیزوری نانوذرات TiO2-P25 تثبیت شده 66
جدول (3-11): نتایج مربوط به تحلیل واریانس برای تعیین درصد تأثیر فاکتورهای مختلف در
فعالیت فتوکاتالیزوری نانوذرات TiO2-P25 تثبیت شده در حذف CAP 68
فهرست نمودارها
نمودار (2-1): طیف جذبی محلول کلرامفنیکول در ناحیه UV/Vis 43
نمودار (2-2): نمودار کالیبراسیون برای اندازه گیری غلظت کلرامفنیکول در نمونه های مجهول
(nm 278 max= ) 44
نمودار (3-1): تأثیر غلظت اولیه CAP در میزان حذف آن توسط نانوذرات TiO2-P25
تثبیت شده 55
نمودار (3-2): تأثیر شدت نورهای مختلف فرابنفش در میزان حذف CAP توسط نانوذرات
TiO2-P25 تثبیت شده 57
نمودار (3-3): تأثیر pH در میزان حذف CAP توسط نانوذرات TiO2-P25 تثبیت شده 59
نمودار (3-4): تأثیر هر پارامتر بر مقادیر پاسخ S/N 67
نمودار (3-5): اهمیت فاکتورهای مؤثر در فعالیت فتوکاتالیزوری نانوذرات TiO2-P25 تثبیت شده
در حذف CAP 69
نمودار (3-6): مقایسه ای مابین درصد حذف پیش بینی شده به روش تاگوچی و نتایج تجربی در
فعالیت فتوکاتالیزوری نانوذرات TiO2-P25 تثبیت شده در حذف CAP 70
نمودار (3-7): نمودار نیمه لگاریتمی غلظت CAP بر حسب زمان تابش در غلظت های اولیه مختلف
از کلرامفنیکول 72
نمودار (3-8): نمودار نیمه لگاریتمی غلظت CAP بر حسب زمان تابش در شدت نورهای فرابنفش
مختلف 73
نمودار (3-9): نمودار نیمه لگاریتمی غلظت CAP بر حسب زمان تابش در pHهای اولیه مختلف 73
نمودار (3-10): نمودار ثابت سرعت ظاهری حذف بر حسب غلظت اولیه کلرامفنیکول 74
نمودار (3-11): نمودار ثابت سرعت ظاهری حذف بر حسب شدت نور 75
نمودار (3-12): نمودار ثابت سرعت ظاهری حذف بر حسب pH اولیه محلول CAP 75
نمودار (3-13): مقایسه مقادیر kap محاسباتی و تجربی برای حذف CAP توسط نانوذرات
TiO2-P25 تثبیت شده 76
نمودار (3-14): نتایج اندازه گیری TOC در حذف CAP توسط نانوذرات TiO2-P25
تثبیت شده 77
نمودار (3-15): نمودار NH4+ تولیدی بر حسب زمان تابش در فرآیند حذف CAP توسط نانوذرات TiO2-P25 تثبیت شده 78
نمودار (3-16): نمودار NO3- تولیدی بر حسب زمان تابش در فرآیند حذف CAP توسط نانوذرات
TiO2-P25 تثبیت شده 78
نمودار (3-17): نمودار NO2- تولیدی بر حسب زمان تابش در فرآیند حذف CAP توسط نانوذرات
TiO2-P25 تثبیت شده 79
نمودار (3-18): نمودار Cl- تولیدی بر حسب زمان تابش در فرآیند حذف CAP توسط نانوذرات
TiO2-P25 تثبیت شده 79
فهرست اشکال
عنوان صفحه
شکل (1-1): شمای مکانیسم فرآیند فتوکاتالیستی UV/TiO2 16
شکل (2-1): فتوراکتور ناپیوسته 35
شکل (2-2): ساختار شیمیایی کلرامفنیکول 37
شکل (2-3): شمای مراحل تثبیت نانوذرات TiO2 بر روی بسترهای شیشه ای 39
شکل (3-1): تصویر SEM از مقطع عرضی (الف) و سطح (ب) بستر تهیه شده از نانوذرات
TiO2-P25 بر روی صفحات شیشه ای 49
شکل (3-2): تصاویر AFM دو بعدی از نانوذرات TiO2-P25 تثبیت شده بر روی صفحات شیشه ای
در دو وضوح متفاوت 50
شکل (3-3): تصاویر AFM سه بعدی از نانوذرات TiO2-P25 تثبیت شده بر روی صفحات شیشه ای
در دو وضوح متفاوت 50
شکل (3-4): پروفایل مورد استفاده برای بدست آوردن اطلاعات مورفولوژیکی 51
شکل (3-5): پروفایل مورد استفاده برای بدست آوردن اطلاعات زبری سطح بستر 52
چکیده
در این تحقیق بمنظور کاربردی نمودن فرآیند فتوکاتالیز ناهمگن در حذف آنتی بیوتیک ها از محیط های آبی، کارائی نانو ذرات تیتانیوم دی اکسید تثبیت شده به روش اتصال حرارتی بر روی صفحات شیشه¬ای Sand-Blast شده در حذف کلرامفنیکول به عنوان یک ترکیب آنتی بیوتیک بررسی شده است. مشخصات صفحات شیشه¬ای پوشش داده شده با نانو ذرات تیتانیوم دی¬اکسید توسط تصاویر SEM و AFM بررسی شده است. تأثیر پارامترهای مختلفی نظیر غلظت اولیه کلرامفنیکول، شدت تابش نور فرابنفش و pH در فعالیت فتوکاتالیزوری نانو ذرات تیتانیوم دی اکسید تثبیت شده مورد مطالعه قرار گرفته است. بطوریکه نانو ذرات تیتانیوم دی اکسید در وضعیت تثبیت شده در شرایط عملیاتی مختلف کارآئی قابل توجهی در حذف کلرامفنیکول از خود نشان می¬دهند. نتایج نشان می¬دهد که mg L-1 10 از کلرامفنیکول توسط نانو ذرات تیتانیوم دی اکسید تثبیت شده تحت تابش نور فرابنفش با شدتW m-2 7/36 در مدت زمان 45 دقیقه تقریباً بطور کامل حذف می¬شود. نتایج مطالعات معدنی سازی نیز حذف کامل TOC و ایجاد محصولات معدنی سازی نظیر Cl-، NO3- و NH4+ را در حد انتظار در زمان های تابش بالاتر نشان می دهد. نتایج طراحی آزمایش به روش تاگوچی مؤثرترین پارامتر در حذف آلاینده مذکور در سیستم تثبیت شده را زمان تابش با سهم 60 درصد نشان می دهد. همچنین نتایج آنالیز سینتیک واکنش، مطابقت سینتیک حذف را با مدل لانگمویر- هنیشلوود نشان می دهد. مدل حاصل از نتایج آنالیز سینتیک فرآیند، به خوبی قادر به تعیین ثابت سرعت ظاهری حذف CAP در فرآیند مذکور می باشد.
کلمات کلیدی: فرآیند اکسیداسیون پیشرفته (AOPs)، تخریب فتوکاتالیتیکی، فتوکاتالیز ناهمگن، نانو ذرات TiO2، تثبیت فتوکاتالیزورها، کلرامفنیکول
دانلود با لینک مستقیم
پایان نامه بررسی کارآیی نانوذرات تیتانیوم دی اکسید تثبیت شده در حذف کلرامفنیکول بعنوان یک آلاینده 
