ساخت نانوجاذب مغناطیسی بر پایه پلی‌اکریلونیتریل و کیتوسان شبکه‌ای شده جهت جداسازی آلاینده های موجود در فاضلاب

چکیده:

مسئله وجود آلاینده های موجود در فاضلاب از جمله رنگزاهای کاتیونی برای حفظ سلامت انسان و سایر جانداران محیط زیست بسیار حائز اهمیت است. این آلاینده های با روش ها معمول تصفیه فاضلاب قابل جداسازی نیستند و امروز جاذب‌هایی با خواص قابل تنظیم برای حل مشکلات آلودگی‌های خاص مورد استفاده قرار می گیرند. جاذبهایی نانوساختاری که بتوانند با راندمان بالا و هزینه کم، فرایند جذب به همراه حذف آلودگی ها را انجام دهند بسیار مورد تقاضا هستند و پژوهش های بسیاری را به خود جلب کرده اند. جاذب های پلیمرهای با ساختار میکرومتخلخل بستری با عملکرد قابل اصلاح ایجاد می‌کنند که امکان جذب ویژه آلاینده‌ها را درون منافظ خود فراهم می‌کند. در این پایان نامه یک نانوجاذب مغناطیسی پلیمری از کیتوسان، پلی‌اکریلونیتریل و نانوذرات مگنتیت تهیه شده است. گروه‌های آمین فعال کیتوسان با ترکیب اسیدآمینه سیستئین اصلاح شیمیایی و شبکه‌ای شد و به همراه نانوذرات در بستر پلی‌اکریلونیتریل مقاوم، جاذب بهینه را حاصل کرد. آنالیز FTIR نشان داد پیوندهای شیمیایی نانوجاذب را تشکیل داده اند. آنالیز XRD وجود ساختار بلوری نانوذرات معدنی درون جاذب را تایید کرد. مورفولوژی سطحی از لحاظ زبری و تخلخل به همراه ارزیابی نقشه برداری عنصری با دستگاه FE_SEM/EDS بررسی شد و نتایج کمی عناصر حاصل با دیگر روشهای آنالیزی تطابق داشت. آنالیز حرارتی DSC و TGAروی نانوجاذب مغناطیسی انجام شد و علاوه بر تعیین مقدار جزء معدنی درون جاذب برابر 20-10 درصد، پایداری حرارتی و دمای انتقال شیشه ای پلیمرها را نشان داد. نانوجاذب تهیه شده برای حذف آلاینده‌ رنگزای متیلن بلو ارزیابی شد و در شرایط ºC 25 و 7=pH طی یک ساعت توانست ظرفیت جذب mg/g 220 را نشان دهد. در واقع تلفیق دو پلیمر موجب افزایش گزینش پذیری و سطح فعال شده ای برای حصول این ظرفیت جذب انجامید. نانوجاذب مغناطیسی طی سیکل های متوالی جذب/واجذب قرار گرفت تا قابلیت استفاده مجدد آن ارزیابی شود. مقادیر ظرفیت جذب 220، 199 و 87 بدست آمد. نتایج این پایان نامه نشان داد با طراحی جاذب پلیمری می توان فرایند تصفیه آلاینده های خاص در فاضلاب های صنعتی را با موفقیت انجام داد.