بررسی کارآیی نانوذرات تیتانیوم دی اکسید تثبیت شده در حذف کلرامفنیکول بعنوان یک آلاینده مدل از ترکیبات دارویی: پایان نامه ارشد شیمی کاربردی

بررسی کارآیی نانوذرات تیتانیوم دی اکسید تثبیت شده در حذف کلرامفنیکول بعنوان یک آلاینده مدل از ترکیبات دارویی: پایان نامه ارشد شیمی کاربردی

سری جدیدی از پایان نامه های رشته شیمی در گرایش های مختلف آن را برای دانلود کاربران و دانشجویان دانشکده های علوم پایه قرار میدهیم . پایان نامه حاضر با 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   در گرایش شیمی کاربردی  با فرمت ورد (قابل ویرایش) معرفی میگردد.

چکیده تحقیق بررسی کارآیی نانوذرات تیتانیوم دی اکسید:

در اين تحقيق بمنظور کاربردي نمودن فرآيند فتوکاتاليز ناهمگن در حذف آنتي بيوتيک ها از   محيط هاي آبي، کارائي نانوذرات تیتانیوم  دی اکسید تثبيت شده به روش اتصال حرارتي بر روي صفحات شيشه­اي Sand-Blast شده در حذف کلرامفنيکول به عنوان يک ترکيب آنتي بيوتيک بررسي شده است. مشخصات صفحات شيشه­اي پوشش داده شده با نانوذرات تیتانیومدي­اکسيد توسط تصاوير SEM و AFM بررسي شده است. تأثير پارامترهاي مختلفي نظير غلظت اوليه کلرامفنيکول، شدت تابش نور فرابنفش و pH در فعاليت فتوکاتاليزوري نانو ذرات تیتانیوم دی اکسید تثبيت شده مورد مطالعه قرار گرفته است. بطوريکه  نانوذرات تیتانیوم دی اکسید در وضعيت تثبيت شده در شرایط عملیاتی مختلف کارآئي قابل توجهي در حذف کلرامفنيکول از خود نشان مي­دهند.

نتايج نشان مي­دهد که mg L-1 10 از کلرامفنيکول توسط   نانوذرات تیتانیوم دی اکسید تثبيت شده تحت تابش نور فرابنفش با شدتW m-2 7/36 در مدت زمان ۴۵ دقيقه تقريباً بطور کامل حذف مي­شود. نتايج مطالعات معدني سازي نيز حذف كامل TOC و ايجاد محصولات معدني سازي نظير Cl، NO3 و NH4+ را در حد انتظار در زمان هاي تابش بالاتر نشان مي دهد. نتايج طراحي آزمايش به روش تاگوچي مؤثرترين پارامتر در حذف آلاينده مذكور در سيستم تثبيت شده را زمان تابش با سهم ۶۰ درصد نشان مي دهد. همچنين نتايج آناليز سينتيك واكنش، مطابقت سينتيك حذف را با مدل لانگموير- هنيشلوود نشان مي دهد. مدل حاصل از نتايج آناليز سينتيك فرآيند، به خوبي قادر به تعيين ثابت سرعت ظاهري حذف CAP در فرآيند مذكور مي باشد.

کلمات کليدي: فرآيند اكسيداسيون پيشرفته (AOPs)، تخريب فتوكاتاليتيكي، فتوکاتاليز ناهمگن، نانو ذرات TiO2، تثبيت فتوکاتاليزورها، کلرامفنيکول

 

فهرست مطالب تحقیق بررسی کارآیی نانوذرات تیتانیوم دی اکسید:

چکیده

فصل اول: كليات و بررسي منابع

۱-۱- مقدمه    ۱

۱-۲- آلاينده هاي محيط زيست ۲

۱-۳- آنتي بيوتيك ها و مشكلات زيست محيطي ۲

۱-۴- تكنيك هاي تصفيه         ۴

۱-۵- فرآيندهاي اكسيداسيون پيشرفته (AOPs)   ۴

۱-۵-۱- فرآيند هتروژن فتوكاتاليز         ۵

۱-۵-۲- انواع فتوكاتاليزورها      ۱۳

۱-۵-۳- مكانيسم فرآيندهاي هتروژن كاتاليز       ۱۴

۱-۵-۳-۱- مكانيسم فرآيند فتوكاتاليستي UV/TiO2        ۱۵

۱-۶- تثبيت فتوكاتاليزور TiO2 بر روي بستر ثابت ۱۷

۱-۶-۱- تثبيت كاتاليزور به روش PMTP 20

۱-۷- طراحي آزمايش   ۲۲

۱-۷-۱- انواع روش هاي طراحي آزمايش ۲۲

۱-۷-۱-۱- روش تاگوچي        ۲۳

۱-۷-۱-۱-۱- ويژگي آرايه هاي متعامد  ۲۳

۱-۸- فرآيند طراحي آزمايش     ۲۳

۱-۸-۱- برنامه ريزي     ۲۴

۱-۸-۲- اجرا   ۲۴

۱-۸-۲-۱- محاسبه اثر اصلي فاكتورها    ۲۴

۱-۸-۳- آناليز واريانس (ANOVA)         ۲۵

۱-۸-۳-۱- روش استاندارد       ۲۵

۱-۸-۳-۲- روش S/N (نسبت سيگنال به نويز)    ۲۷

۱-۸-۳-۲-۱- مشخصه نوع Nominal is better    ۲۷

۱-۸-۳-۲-۲- مشخصه نوع Smaller is better     ۲۸

۱-۸-۳-۲-۳- مشخصه نوع Bigger is better      ۲۸

۱-۹- مطالعات پيشين در زمينه بررسي حذف آنتي بيوتيك ها با استفاده از فرآيندهاي اكسيداسيون پيشرفته         ۲۸

۱-۱۰- اهداف طرح حاضر        ۳۳

 

فصل دوم: روش تحقيق

۲-۱- وسايل، دستگاه ها و نرم افزارهاي مورد نياز ۳۴

۲-۱-۱- فتوراكتور       ۳۵

۲-۲- مواد مورد استفاده ۳۶

۲-۳- مشخصات TiO2-P25        ۳۶

۲-۴- مشخصات كلرامفنيكول     ۳۶

۲-۵- روش تهيه محلول مادر CAP         ۳۸

۲-۶- روش تثبيت نانوذرات تیتانیوم دي اكسيد بر روي بسترهاي شيشه اي         ۳۸

۲-۷- تكنيك هاي مورد استفاده براي تعيين مشخصات بسترهاي تهيه شده از نانوذرات TiO2-P25 تثبيت شده بر روي صفحات شيشه اي        ۴۰

۲-۸- روش تعيين ميزان بارگيري نانوذرات تیتانیوم دي اكسيد بر روي صفحات شيشه اي   ۴۱

۲-۹- بررسي فعاليت فتوكاتاليزوري نانوذرات تثبيت شده بر روي صفحات شيشه اي ۴۲

۲-۱۰- نحوه ارائه نتايج  ۴۲

۲-۱۱- روش اندازه گيري غلظت CAP موجود در محلول   ۴۳

۲-۱۲- روش آماده سازي نمونه ها براي اندازه گيري TOC 45

۲-۱۳- روش آماده سازي نمونه ها براي اندازه گيري ميزان يون هاي آمونيوم، نيترات، نيتريت و

كلريد   ۴۵

۲-۱۴- اندازه گيري نيترات به روش اسپكتروفتومتري      ۴۶

۲-۱۵- اندازه گيري نيتريت به روش اسپكتروفتومتري     ۴۶

۲-۱۶- اندازه گيري كلريد به روش آرژانتومتري   ۴۶

۲-۱۷- اندازه گيري آمونيوم به روش رنگ سنجي به كمك شناساگر نسلر  ۴۷

 

فصل سوم: نتايج و بحث

۳-۱- مشخصات بسترهاي تهيه شده از نانوذرات TiO2-P25 بر روي صفحات شيشه اي         ۴۸

۳-۱-۱-  تصاوير SEM   ۴۸

۳-۱-۲- تصاوير AFM    ۵۰

۳-۲- تأثير پارامترهاي عملياتي در راندمان حذف كلرامفنيكول توسط نانوذرات TiO2-P25 تثبيت

شده بر روي صفحات شيشه اي   ۵۳

۳-۲-۱- بررسي تأثير غلظت اوليه كلرامفنيكول   ۵۳

۳-۲-۲- بررسي تأثير شدت نور فرابنفش ۵۵

۳-۲-۳- بررسي تأثير pH         ۵۷

۳-۳- طراحي آزمايشات فعاليت فتوكاتاليزوري نانوذرات TiO2-P25 تثبيت شده بر اساس خواص

آرايه هاي متعامد         ۶۰

۳-۳-۱- بهينه سازي ميزان حذف         ۶۳

۳-۳-۲- تعيين شرايط بهينه براي فعاليت فتوكاتاليزوري نانوذرات TiO2-P25 تثبيت شده در

حذف CAP      ۶۵

۳-۳-۳- تعيين سهم متغيرهاي انتخابي در فعاليت فتوكاتاليزوري نانوذرات TiO2-P25 تثبيت

شده در حذف CAP      ۶۸

۳-۴- آناليز سينتيك حذف CAP توسط نانوذرات TiO2-P25 تثبيت شده بر روي صفحات شيشه اي

در فتوراكتور ناپيوسته   ۷۰

۳-۵- مطالعات معدني سازي CAP توسط نانوذرات دي اكسيد تيتانيوم در فتوراكتور ناپيوسته          ۷۷

۳-۶- نتيجه گيري       ۸۰

۳-۷- پيشنهادات         ۸۱

منابع    ۸۲

چكيده انگليسي

 

فهرست جداول

جدول (۱-۱): تصفيه تركيبات دارويي به روش اكسيداسيون پيشرفته (AOPs)       ۷

جدول (۲-۱): مشخصات آنتي بيوتيك كلرامفنيكول         ۳۷

جدول (۲-۲): جذب محلول هايي با غلظت هاي مختلف از كلرامفنيكول در nm 278 lmax=          ۴۴

جدول (۳-۱): اطلاعات مورفولوژيكي حاصل از تصاوير AFM         ۵۱

جدول (۳-۲): اطلاعات زبري حاصل از تصاوير AFM        ۵۲

جدول (۳-۳): نتايج تأثير غلظت اوليه CAP در ميزان حذف آن توسط نانوذرات TiO2-P25

تثبيت شده Light intensity= 36.7 W m-2, pH @ 4  ۵۴

جدول (۳-۴): نتايج تأثير شدت نورهاي مختلف فرابنفش در ميزان حذف CAP توسط نانوذرات

TiO2-P25 تثبيت شده [CAP]= 20 mg L-1, pH @ 4  ۵۶

جدول (۳-۵): نتايج تأثير pH در ميزان حذف CAP توسط نانوذرات TiO2-P25 تثبيت شده

[CAP]= 20 mg L-1, Light intensity= 36.7 W m-2    ۵۸

جدول (۳-۶): فاكتورها و سطوح آن ها براي طراحي آزمايشات      ۶۱

جدول (۳-۷): آرايه متعامد L16 براي طراحي آزمايش        ۶۲

جدول (۳-۸): نتايج آزمايشات بر اساس آرايه L16  ۶۴

جدول (۳-۹): مقادير S/N براي آزمايشات مختلف  ۶۵

جدول (۳-۱۰): پاسخ آناليز تاگوچي فعاليت فتوكاتاليزوري نانوذرات TiO2-P25 تثبيت شده   ۶۶

جدول (۳-۱۱): نتايج مربوط به تحليل واريانس براي تعيين درصد تأثير فاكتورهاي مختلف در

فعاليت فتوكاتاليزوري نانوذرات TiO2-P25 تثبيت شده در حذف CAP        ۶۸

 

فهرست نمودارها

نمودار (۲-۱): طيف جذبي محلول كلرامفنيكول در ناحيه UV/Vis   ۴۳

نمودار (۲-۲): نمودار كاليبراسيون براي اندازه گيري غلظت كلرامفنيكول در نمونه هاي مجهول

(nm 278 lmax= )      ۴۴

نمودار (۳-۱): تأثير غلظت اوليه CAP در ميزان حذف آن توسط نانوذرات TiO2-P25

تثبيت شده      ۵۵

نمودار (۳-۲): تأثير شدت نورهاي مختلف فرابنفش در ميزان حذف CAP توسط نانوذرات

TiO2-P25 تثبيت شده   ۵۷

نمودار (۳-۳): تأثير pH در ميزان حذف CAP توسط نانوذرات TiO2-P25 تثبيت شده  ۵۹

نمودار (۳-۴): تأثير هر پارامتر بر مقادير پاسخ S/N 67

نمودار (۳-۵): اهميت فاكتورهاي مؤثر در فعاليت فتوكاتاليزوري نانوذرات TiO2-P25 تثبيت شده

در حذف CAP   ۶۹

نمودار (۳-۶): مقايسه اي مابين درصد حذف پيش بيني شده به روش تاگوچي و نتايج تجربي در

فعاليت فتوكاتاليزوري نانوذرات TiO2-P25 تثبيت شده در حذف CAP        ۷۰

نمودار (۳-۷): نمودار نيمه لگاريتمي غلظت CAP بر حسب زمان تابش در غلظت هاي اوليه مختلف

از كلرامفنيكول ۷۲

نمودار (۳-۸): نمودار نيمه لگاريتمي غلظت CAP بر حسب زمان تابش در شدت نورهاي فرابنفش
مختلف ۷۳

نمودار (۳-۹): نمودار نيمه لگاريتمي غلظت CAP بر حسب زمان تابش در pHهاي اوليه مختلف         ۷۳

نمودار (۳-۱۰): نمودار ثابت سرعت ظاهري حذف بر حسب غلظت اوليه كلرامفنيكول         ۷۴

نمودار (۳-۱۱): نمودار ثابت سرعت ظاهري حذف بر حسب شدت نور       ۷۵

نمودار (۳-۱۲): نمودار ثابت سرعت ظاهري حذف بر حسب pH اوليه محلول CAP    ۷۵

نمودار (۳-۱۳): مقايسه مقادير kap محاسباتي و تجربي براي حذف CAP توسط نانوذرات

TiO2-P25 تثبيت شده   ۷۶

نمودار (۳-۱۴): نتايج اندازه گيري TOC در حذف CAP توسط نانوذرات TiO2-P25

تثبيت شده      ۷۷

نمودار (۳-۱۵): نمودار NH4+ توليدي بر حسب زمان تابش در فرآيند حذف CAP توسط نانوذرات   TiO2-P25 تثبيت شده          ۷۸

نمودار (۳-۱۶): نمودار NO3 توليدي بر حسب زمان تابش در فرآيند حذف CAP توسط نانوذرات

TiO2-P25 تثبيت شده   ۷۸

نمودار (۳-۱۷): نمودار NO2 توليدي بر حسب زمان تابش در فرآيند حذف CAP توسط نانوذرات

TiO2-P25 تثبيت شده   ۷۹

نمودار (۳-۱۸): نمودار Cl توليدي بر حسب زمان تابش در فرآيند حذف CAP توسط نانوذرات

TiO2-P25 تثبيت شده   ۷۹

 

فهرست شكل ها

شكل (۱-۱): شماي مكانيسم فرآيند فتوكاتاليستي UV/TiO2        ۱۶

شكل (۲-۱): فتوراكتور ناپيوسته ۳۵

شكل (۲-۲): ساختار شيميايي كلرامفنيكول        ۳۷

شكل (۲-۳): شماي مراحل تثبيت نانوذرات TiO2 بر روي بسترهاي شيشه اي         ۳۹

شكل (۳-۱): تصوير SEM از مقطع عرضي (الف) و سطح (ب) بستر تهيه شده از نانوذرات

TiO2-P25   بر روي صفحات شيشه اي     ۴۹

شكل (۳-۲): تصاوير AFM دو بعدي از نانوذرات TiO2-P25 تثبيت شده بر روي صفحات شيشه اي

در دو وضوح متفاوت     ۵۰

شكل (۳-۳): تصاوير AFM سه بعدي از نانوذرات TiO2-P25 تثبيت شده بر روي صفحات شيشه اي

در دو وضوح متفاوت     ۵۰

شكل (۳-۴): پروفايل مورد استفاده براي بدست آوردن اطلاعات مورفولوژيكي         ۵۱

شكل (۳-۵): پروفايل مورد استفاده براي بدست آوردن اطلاعات زبري سطح بستر    ۵۲

 

 

مراحل خرید فایل دانلودی
اگر محصول را می پسندید لطفا آنرا به اشتراک بگذارید.

دیدگاهی بنویسید

0