منابع پایان نامه ارشد با موضوع ظرفیت جذب، اندازه گیری، نرم افزار

تصویری از جذب یون های فلزی توسط جاذب نشان می دهد. برای بررسی جامع از روند جذب و عوامل تاثیرگذار اثر مقدار جاذب و زمان غلظت آلاینده ها بررسی می.شود.
شکل(3-8) تصویری از جذب یون های فلزی توسط جاذب.
3-1- تاثیر میزان جذب عناصر یونهای فلزی در حضور 2 میلی گرم از جاذب(نانو) در زمانهای متفاوت
رفتار جذبی یونهای فلزی توسط جاذب با زمان در ارتباط می باشد در بررسی صورت گرفته شده اثبات شد که تغییر زمان از 5 دقیقه تا 60 دقیقه روی میزان جذب اثر می گذارد. یک محلول l/mg10 از هر یک از یونهای فلزی تهیه شده و تغییرات زمان روی میزان جذب مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که حداکثر جذب در زمان 30 دقیقه حاصل می شود.
الف)یون فلزی مس
میزان جذب یون مس روی هر یک از جاذب ها در زمانهای متفاوت انجام شده است و مقدار جاذب مورد نظر 2 میلی گرم در دمای اتاق اندازه گیری شده است که نتایج در جدول(3-1) و نمودار(3-1)گزارش شده است.
جدول(3-1) تاثیر میزان جذب برای یون فلزی مس در زمانهای متفاوت با غلظت مشخص
Time(min)
Cu2++GO
Cu2++6-amino
Cu2++en
5
0.19
0.15
0.14
10
0.15
0.105
0.08
30
0.0486
0.0365
0.0336
60
0.0312
0.0312
0.035
نمودار(3-1) تاثیر میزان جذب یون فلزی مس در زمانهای متفاوت با غلظت مشخص
ب)یون فلزی کادمیم
میزان جذب یون فلزی کادمیم روی هر یک از جاذبها که در زمانهای متفاوت با مقدار جاذب 2 میلی گرم در دمای اتاق اندازه گیری شده است. که نتایج در جدول(3-6) و نمودار(3-6) گزارش شده است.
جدول(3-2) تاثیر میزان جذب برای یون فلزی کادمیم در زمانهای متفاوت با غلظت مشخص
Time(min)
Cd2++GO
Cd2++6-amino
Cd2++en
5
0.27
0.23
0.16
10
0.19
0.1884
0.1474
30
0.1098
0.0884
0.07425
60
0.1109
0.10445
0.078
نمودار(3-2) تاثیر میزان جذب برای یون فلزی کادمیم در زمانهای متفاوت با غلظت مشخص
ج)یون فلزی سرب
میزان جذب یون فلزی سرب روی هر یک از جاذبها در زمانهای متفاوت و مقدار جاذب 2 میلی گرم در دمای اتاق اندازه گیری شده است و در نتایج به دست آمده که نتایج در جدول(3-7) و نمودار(3-7) گزارش شده است.
جدول(3-3) میزان جذب یون فلزی سرب در زمانهای متفاوت باغلظت 10 mgl-1از ان در دمای C° 25 به مدت 30 دقیقه
Time(min)
Pb2++GO
Pb2++6-amino
Pb2++en
5
0.34
0.17
0.15
10
0.25
0.145
0.13
30
0.1349
0.115
0.1016
60
0.12
0.12
0.09
نمودار(3-3) تاثیر میزان جذب برای یون فلزی سرب در زمانهای متفاوت با غلظت مشخص
3-2- اثر مقادیر متفاوت از جاذب 0.5، 1، 2،5
این بخش از تست ها همانند بخش قبلی انجام شده است رفتار جذبی سه جاذب در مقادیر 0.5، 1، 2، 5 میلی گرم و در زمان ثابت 30 دقیقه برای یون فلزی مس بررسی شد و نتیجه در جداول(3-4) و نمودار(3-4) دیده می شود. همانطور که نتایج تایید می کند مقادیر 2 میلی گرم از جاذب بهینه می باشد.
جدول(3-4) دادهای جذب اتمی در حضور یون فلزی مس با جاذبهای متفاوت در زمان 30 دقیقه
مقدار جاذب(میلی گرم)
Cu2++GO
Cu2++6-amino
Cu2++en
0.5
0.1895
0.1465
0.135
1
0.108
0.0784
0.0425
2
0.034
0.019
0.011
5
0.03
0.018
0.009
نمودار(3-4) دادهای جذب اتمی در حضور یون فلزی مس با جاذبهای متفاوت در زمان 30 دقیقه
3-3- مقایسه میزان تاثیر جذب یونهای عناصر فلزات سنگین در حضور سه جاذب در غلظتهای متفاوت
تاثیر میزان جذب یون ها توسط سه جاذب در غلظتهای متفاوت بررسی و توسط دستگاه جذب اتمی اندازه گیری می شود. تاثیر غلظتی یونهای فلزی روی میزان جذب مورد بررسی قرار گرفته شد، نتایج نشان می دهد که در غلظت های کم از یونهای فلزی میزان جذب سطحی بیشتر و سریعتر است و بعبارتی سرعت رسیدن به تعادل بیشتر است. که این احتمال وجود دارد که در غلظت های کم از آلاینده ها ظرفیت جذب بیشتری روی سطح جاذب وجود دارد جدول3-5) و نمودار(3-5) با افزایش غلظت یون ها میزان جذب کاهش یافته و به عبارتی غلظت یون در محیط زیاد می شود.
الف)یون فلزی مس
جدول(3-5) نتایج جذب اتمی یون فلزی مس در حضور غلظتهای متفاوت و به ازای 2 میلی گرم از جاذب نانو در دمای C°25 به مدت 30 دقیقه
غلظت
Cu2++GO
Cu2++6-amino
Cu2++en
5ppm
0.0103
0.0047
0.0201
10ppm
0.0486
0.0265
0.0336
25ppm
0.1217
0.0716
0.0509
50ppm
0.25057
0.1827
0.11763
نمودار(3-5) تاثیر میزان جذب یون فلزی مس در غلظتهای متفاوت
ب)یون فلزی کادمیم
تاثیر میزان جذب یون کادمیم توسط سه جاذب در غلظتهای متفاوت از یون کادمیم بررسی شده است نتایج در جدول(3-6) و نمودار(3-6) گزارش شده است، روند مشابه یون مس می باشد.
جدول(3-6) نتایج جذب اتمی یون فلزی کادمیم در حضور غلظتهای متفاوت و به ازای 2 میلیگرم از جاذب نانو در دمای C°25 به مدت 30 دقیقه.
غلظت
Cd2++GO
Cd2++6-amino
Cd2++en
5ppm
0.095
0.0865
0.05735
10ppm
0.1098
0.0884
0.07425
25ppm
0.1643
0.1154
0.10403
50ppm
0.4892
0.274
0.1384
نمودار(3-6) تاثیر میزان جذب یون فلزی کادمیم در غلظتهای متفاوت
ج)یون فلزی سرب
تاثیر میزان جذب یون فلزی سرب توسط سه جاذب در غلظتهای متفاوت از یون سرب در دمای اتاق برروی 2 میلی گرم از هر جاذب را بررسی می کنیم. در جدول(3-10) و نمودار(3-10) مشاهده می شود.
جدول(3-7) نتایج جذب اتمی یون فلزی سرب در حضور غلظتهای متفاوت و به ازای 2 میلی گرم از جاذب نانو در دمای C°25 به مدت 30 دقیقه.
غلظت
Pb2++GO
Pb2++6-amino
Pb2++en
5ppm
0.1149
0.1093
0.0949
10ppm
0.1349
0.115
0.1016
25ppm
0.218
0.1848
0.1494
50ppm
0.6862
0.5335
0.3096
نمودار(3-7) تاثیر میزان جذب یون سرب در غلظتهای متفاوت
از طرف دیگر، رفتار واجذبی77 یونهای فلزات سنگین در سطح GO و مشتقات آن نشان می دهد که GO را می توان پس از شستشو با محلول HCl مورد استفاده مجدد قرارداد. این تحقیقات نشان می دهد که GO-Ethylenediamine می تواند یک جاذب موثر برای حذف یونهای فلزات سنگین سمی از محلولهای آبی باشد.
3-4- مقایسه میزان تاثیر PH برروی جذب یونهای فلزی مس، سرب، کادمیم در حضور سه جاذب در غلظتهای مشخص از نانو جاذب
pH یکی از پارامترهای مهم است که روی جذب یونها موثراست. یون های فلزی در محلولهای آبی با تغییر pH به شکل های مختلفی می تواند وجود داشته باشند.
Me(OH)2↔Me(OH)3↔+Me(OH)↔+Me2
جذب یونهای فلزی روی سطح جاذب ها یک واکنش سطحی محسوب می شود بطوریکه می توان پیش بینی کرد که PH نقش مهمی در جذب یونهای فلزی روی سطح دارد، بررسی اثر PH روی جذب یونهای فلزی توسط جاذب ها مورد بررسی قرار گرفت نتایج نشان می دهد که تغیرات PH میزان جذب را تغییر داده است. بطوریکه در PH پایین ظرفیت جذب، جاذب پایین است اما با افزایش PH ظرفیت جذب افزایش می یابد
در بررسی های صورت گرفته شده در این مطالعه با استفاده از یک محلول بافری تغیرات PH را ایجاد می کنیم بعد از انجام واکنش، محلولهای واکنش را به مدت 24 ساعت در حالت تعادل قرار داده و سپس عمل فیلتر شدن را انجام می دهیم و غلظت یونهای فلزی و میزان جذب آنها روی جاذب را توسط AAS اندازه گیری می شود. نتایج نشان می دهد که ظرفیت جذب با افزایش PH زیاد می شود. وقتی که PH کمتر از 5 باشد، ظرفیت جذب پایین بوده و جاذب ها ضعیف عمل می کنند و با افزایش PH میزان ظرفیت جذب زیاد می شود. در بررسی روی سه یون فلزی نتایج زیر حاصل شده است.GO سنتزی دارای ظرفیت جذب بالا نسبت به یون های فلزات سنگین در PH اسیدی می باشد، حضور دو گروه عاملی اتیلن دی آمین و 6-آمینو اوراسیل روی گرافن منجر به افزایش قدرت جذب یونهای فلزات سنگین توسط جاذب در آب می شود.
تاثیر میزان جذب یون فلزی مس، کادمیم، سرب در غلظت مشخص در حضور سه جاذب در دمای اتاق و بر روی 2 میلی گرم از هر جاذب بررسی شده است که تاثیرات جذب برای یون فلزی مس درجدول(3-8) و نمودار(3-8) و برای یون فلزی کادمیم در جدول(3-9) و نمودار(3-9) و برای یون فلزی سرب در جدول(3-10) و نمودار(3-10) نشان داده شده است.
الف)یون فلزی مس
جدول(3-8) دادهای جذب اتمی در حضور یون فلز مس به ازای 2 میلیگرم جاذب(نانو) در PH مختلف
PH
Cu2++GO
Cu2++6-amino
Cu+en
3
0.0805
0.0618
0.0417
4
0.0702
0.046
0.0276
5
0.0529
0.036
0.0161
6
0.0497
0.0202
0.0116
7
0.0339
0.0228
0.0136
8
0.034
0.0189
0.01097
نمودار(3-8) جذب فلز مس در حضور جاذب در PH مختلف
ب) یون فلزی کادمیم
تاثیر میزان جذب یون فلزی کادمیم در غلظت مشخص در حضور سه جاذب در دمای اتاق و برروی 2 میلی گرم از هر جاذب بررسی شده است. نتایج در جدول(3-9) و نمودار (3-9) گزارش شده است.
جدول(3-9) دادهای جذب اتمی در حضور یون فلز کادمیم به ازای 2 میلی گرم جاذب (نانو)در PH مختلف
PH
Cd2++GO
Cd2++6-amino
Cd2++en
3
0.1864
0.2715
0.3302
4
0.087
0.0908
0.2679
5
0.0611
0.0745
0.1754
6
0.04683
0.0573
0.0976
7
0.0314
0.0418
0.0541
8
0.0145
0.0321
0.0418
نمودار(3-9) جذب یون فلزی کادمیم در حضور جاذب در PH مختلف
ج)یون فلزی سرب
تاثیر میزان جذب یون فلزی سرب در غلظت مشخص در حضور سه جاذب در دمای اتاق بر روی 2 میلی گرم از هر جاذب بررسی شده است نتایج در جدول(3-10) و نمودار(3-10) گزارش شده است.
جدول(3-10) دادهای جذب اتمی در حضور یون فلزی سرب به ازای 2 میلی گرم جاذب نانو در PH مختلف
PH
Pb2++GO
Pb2++6-amino
Pb2++en
3
0.14079
0.13161
0.1131
4
0.1143
0.1166
0.0912
5
0.1027
0.1022
0.0849
6
0.0925
0.0928
0.0717
7
0.0927
0.0824
0.0737
8
0.0824
0.0813
0.0667
نمودار(3-10) جذب یون فلزی سرب در حضور جاذب در PH مختلف
3-5-نرم افزارهای مورد استفاده
در این راستا ابتدا از نرم افزار نانو تیوب مدولر برای رسم ساختار نانویی گرافن استفاده شده است و از نرم افزار گوس ویو ویرایش 5 برای عامل دار کردن سطح گرافن و دوپه کردن فلزات آلاینده ایی که در بخش تجربی آنها را از نظر گذراندیم یعنی یونهای فلزات سنگین کادمیم، مس و سرب استفاده شده است.
در بخش محاسبات که شامل بهینه کردن ساختارهای جاذب-جذب شونده، بررسی میزان پایداری ساختارهای ساخته شده به منظور تعیین بالاترین میزان جذب آلاینده بر روی جاذب نانویی گرافن و انواع گرافن اکسایدهای عامل دار شده، مقایسه نتایج حاصل از دو روش تجربی و محاسبات مکانیک کوانتومی به منظور تخمین میزان توانایی روش های محاسباتی در پیش بینی میزان جذب آلاینده ها بر روی سطوح جاذب و در نهایت تعیین خواص ترمودینامیکی آن ساختارها پرداخته ایم. کلیه این محاسبات توسط نرم افزار گوسین 2009 صورت گرفته است.
محاسبات در سطوح نظریه تابعیت چگالی(DFT) و با مجموعه پایه های g21-3 و (p,d)g31-6 در دو فاز گازی و حلال(حلال مورد استفاده در تجربه و محاسبات آب می باشد) در نرم افزار گوسین 09 اجرا شده است. لازم به تاکید است که برای فلزات سنگین از مجموعه پایه مناسب آنان یعنی lanl2dz استفاده شده است.
3-6- بررسی و مقایسه پایداری ترکیبات برای فاز گازی با مجموعه پایه g21-3
مقادیر انرژی برای ترکیبات در فاز گازی با مجموعه پایه g21-3 محاسبه گردیده و میزان پایداری برای کلیه سطوح و عناصر سنگین طبق جدول(3-11) بررسی شده است. تمام انرژی‌ها بر حسب کیلوکالری بر مول می‌باشد. در حضور انواع جاذب مشاهده می شود که یون

مطلب مشابه :  مقاله رایگان دربارهافغانستان، توانمند سازی، توسعه اقتصادی، توسعه سیاسی

دیدگاهتان را بنویسید