سنتز و مشخصه يابي آيروژل نانو كامپوزيتي لينتر پنبه/نانو لوله‌هاي كربني/ZIF-67 در حذف يون سرب از آب

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

شيمي

كارشناسي ارشد

در اين پژوهش، يك آيروژل نانو كامپوزيتي بر پايه لينتر پنبه، نانو لوله كربني و ZIF-67 به روش سل ژل جهت حذف فلز سنگين pb2+ از محلول هاي آبي مورد استفاده قرار گرفت. نانو‌كامپوزيت تهيه شده با روش‌هاي گوناگون مانند طيف‌سنجي مادون قرمز تبديل فوريه FT-IR))، پرا‌ش پرتو X‌XRD) )، ميكروسكوپ الكتروني روبشي گسيل ميداني FE-SEM))، آناليز تفكيك انرژي پرتو(EDS) X، نقشه عنصري پرتوX (MAP) مورد ‌بررسي و ‌شناسايي قرارگرفت. نتايج آناليز FT-IR حضور گروه‌هاي عاملي مشخصه هر يك از اجزاي كامپوزيت را تأييد كردند و در طيف كامپوزيت، تمامي پيك‌هاي مربوط به لينتر پنبه، نانولوله‌هاي كربني و ZIF-67 قابل مشاهده بودند. تصاوير FE-SEM نيز حاكي از حضور ساختار چند وجهي و مشخص ZIF-67، توزيع يكنواخت نانولوله‌هاي كربني و همچنين بافت متخلخل و فيبري لينتر پنبه در ساختار آيروژل بودند. در آناليزXRD به دليل مقدار بسيار كمZIF-67 و نانولوله‌هاي كربني در ساختار نهايي، پيك‌هاي مشخص آن‌ها به ندرت قابل تشخيص بودند اما ساير آناليزها به‌خوبي حضور اين اجزا را در آيروژل تأييد كردند. نتايج نشان داد كه حضور درصد هاي مختلف از نانو لوله هاي كربني و ZIF-67 در ساختار آيروژل، تاثير بسزايي در بهبود راندمان جذب دارد. بررسي هاي تجربي نشان داد كه با استفاده از مقدار 15 ميلي گرم آيروژل نانو كامپوزيت لينتر پنبه/ نانو لوله كربني/ZIF-67 ، در مدت زمان كوتاه 30 دقيقه ، ميتوان ميزان حذف يون سرب را به 50% رساند. اين عملكرد مطلوب را مي‌توان به ساختار ‌متخلخل آيروژل، افزايش سطح تماس مؤثر، و اثرات هم¬افزايي ناشي از حضور هم‌زمان نانو لوله‌هاي كربني و ZIF-67 نسبت داد. همچنين، داده‌هاي جذب در شرايط تعادلي با هشت مدل ايزوترمي مختلف برازش شدند و نتايج نشان داد كه فرآيند جذب از نوع فيزيكي، چندلايه و داراي سطوحي با انرژي غير يكنواخت بوده و با مدل‌هاي ايزوترمي چندلايه از جمله ايزوترم Khan همخواني دارد. يافته‌هاي اين تحقيق نشان مي‌دهد كه آيروژل نانوكامپوزيتي تهيه شده مي‌تواند به‌عنوان يك جاذب كارآمد، پايدار و زيست سازگار براي حذف آلاينده‌هاي فلزي از آب مورد استفاده قرار گيرد و جايگزيني مناسب براي روش‌هاي سنتي تصفيه آب باشد.

236405

نانو شيمي

شيمي

دانشگاه صنعتي اصفهان