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 45 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 60 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

چکیده

فصل اول: كليات و بررسي منابع

1-1- مقدمه    1

1-2- آلاينده هاي محيط زيست 2

1-3- آنتي بيوتيك ها و مشكلات زيست محيطي 2

1-4- تكنيك هاي تصفيه         4

1-5- فرآيندهاي اكسيداسيون پيشرفته (AOPs)   4

1-5-1- فرآيند هتروژن فتوكاتاليز         5

1-5-2- انواع فتوكاتاليزورها      13

1-5-3- مكانيسم فرآيندهاي هتروژن كاتاليز       14

1-5-3-1- مكانيسم فرآيند فتوكاتاليستي UV/TiO₂        15

1-6- تثبيت فتوكاتاليزور TiO₂ بر روي بستر ثابت 17

1-6-1- تثبيت كاتاليزور به روش PMTP 20

1-7- طراحي آزمايش   22

1-7-1- انواع روش هاي طراحي آزمايش 22

1-7-1-1- روش تاگوچي        23

1-7-1-1-1- ويژگي آرايه هاي متعامد  23

1-8- فرآيند طراحي آزمايش     23

1-8-1- برنامه ريزي     24

1-8-2- اجرا   24

1-8-2-1- محاسبه اثر اصلي فاكتورها    24

1-8-3- آناليز واريانس (ANOVA)         25

1-8-3-1- روش استاندارد       25

1-8-3-2- روش S/N (نسبت سيگنال به نويز)    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 پيشين در زمينه بررسي حذف آنتي بيوتيك ها با استفاده از فرآيندهاي اكسيداسيون پيشرفته         28

1-10- اهداف طرح حاضر        33

فصل دوم: روش تحقيق

2-1- وسايل، دستگاه ها و نرم افزارهاي مورد نياز 34

2-1-1- فتوراكتور       35

2-2- مواد مورد استفاده 36

2-3- مشخصات TiO₂-P25        36

2-4- مشخصات كلرامفنيكول     36

2-5- روش تهيه محلول مادر CAP         38

2-6- روش تثبيت نانوذرات تیتانیوم دي اكسيد بر روي بسترهاي شيشه اي         38

2-7- تكنيك هاي مورد استفاده براي تعيين مشخصات بسترهاي تهيه شده از نانوذرات TiO₂-P25 تثبيت شده بر روي صفحات شيشه اي        40

2-8- روش تعيين ميزان بارگيري نانوذرات تیتانیوم دي اكسيد بر روي صفحات شيشه اي   41

2-9- بررسي فعاليت فتوكاتاليزوري نانوذرات تثبيت شده بر روي صفحات شيشه اي 42

2-10- نحوه ارائه نتايج  42

2-11- روش اندازه گيري غلظت CAP موجود در محلول   43

2-12- روش آماده سازي نمونه ها براي اندازه گيري TOC 45

2-13- روش آماده سازي نمونه ها براي اندازه گيري ميزان يون هاي آمونيوم، نيترات، نيتريت و

كلريد   45

2-14- اندازه گيري نيترات به روش اسپكتروفتومتري      46

2-15- اندازه گيري نيتريت به روش اسپكتروفتومتري     46

2-16- اندازه گيري كلريد به روش آرژانتومتري   46

2-17- اندازه گيري آمونيوم به روش رنگ سنجي به كمك شناساگر نسلر  47

فصل سوم: نتايج و بحث

3-1- مشخصات بسترهاي تهيه شده از نانوذرات TiO₂-P25 بر روي صفحات شيشه اي         48

3-1-1-  تصاوير SEM   48

3-1-2- تصاوير AFM    50

3-2- تأثير پارامترهاي عملياتي در راندمان حذف كلرامفنيكول توسط نانوذرات TiO₂-P25 تثبيت

شده بر روي صفحات شيشه اي   53

3-2-1- بررسي تأثير غلظت اوليه كلرامفنيكول   53

3-2-2- بررسي تأثير شدت نور فرابنفش 55

3-2-3- بررسي تأثير pH         57

3-3- طراحي آزمايشات فعاليت فتوكاتاليزوري نانوذرات TiO₂-P25 تثبيت شده بر اساس خواص

آرايه هاي متعامد         60

3-3-1- بهينه سازي ميزان حذف         63

3-3-2- تعيين شرايط بهينه براي فعاليت فتوكاتاليزوري نانوذرات TiO₂-P25 تثبيت شده در

حذف CAP      65

3-3-3- تعيين سهم متغيرهاي انتخابي در فعاليت فتوكاتاليزوري نانوذرات TiO₂-P25 تثبيت

شده در حذف CAP      68

3-4- آناليز سينتيك حذف CAP توسط نانوذرات TiO₂-P25 تثبيت شده بر روي صفحات شيشه اي

در فتوراكتور ناپيوسته   70

3-5- مطالعات معدني سازي CAP توسط نانوذرات دي اكسيد تيتانيوم در فتوراكتور ناپيوسته          77

3-6- نتيجه گيري       80

3-7- پيشنهادات         81

منابع    82

چكيده انگليسي

فهرست جداول

جدول (1-1): تصفيه تركيبات دارويي به روش اكسيداسيون پيشرفته (AOPs)       7

جدول (2-1): مشخصات آنتي بيوتيك كلرامفنيكول         37

جدول (2-2): جذب محلول هايي با غلظت هاي مختلف از كلرامفنيكول در nm 278 l_max=          44

جدول (3-1): اطلاعات مورفولوژيكي حاصل از تصاوير AFM         51

جدول (3-2): اطلاعات زبري حاصل از تصاوير AFM        52

جدول (3-3): نتايج تأثير غلظت اوليه CAP در ميزان حذف آن توسط نانوذرات TiO₂-P25

تثبيت شده Light intensity= 36.7 W m^-2, pH @ 4  54

جدول (3-4): نتايج تأثير شدت نورهاي مختلف فرابنفش در ميزان حذف CAP توسط نانوذرات

TiO₂-P25 تثبيت شده [CAP]= 20 mg L^-1, pH @ 4  56

جدول (3-5): 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    58

جدول (3-6): فاكتورها و سطوح آن ها براي طراحي آزمايشات      61

جدول (3-7): آرايه متعامد L₁₆ براي طراحي آزمايش        62

جدول (3-8): نتايج آزمايشات بر اساس آرايه L₁₆  64

جدول (3-9): مقادير S/N براي آزمايشات مختلف  65

جدول (3-10): پاسخ آناليز تاگوچي فعاليت فتوكاتاليزوري نانوذرات TiO₂-P25 تثبيت شده   66

جدول (3-11): نتايج مربوط به تحليل واريانس براي تعيين درصد تأثير فاكتورهاي مختلف در

فعاليت فتوكاتاليزوري نانوذرات TiO₂-P25 تثبيت شده در حذف CAP        68

نمودار (2-1): طيف جذبي محلول كلرامفنيكول در ناحيه UV/Vis   43

نمودار (2-2): نمودار كاليبراسيون براي اندازه گيري غلظت كلرامفنيكول در نمونه هاي مجهول

(nm 278 l_max= )      44

نمودار (3-1): تأثير غلظت اوليه CAP در ميزان حذف آن توسط نانوذرات TiO₂-P25

تثبيت شده      55

نمودار (3-2): تأثير شدت نورهاي مختلف فرابنفش در ميزان حذف CAP توسط نانوذرات

TiO₂-P25 تثبيت شده   57

نمودار (3-3): تأثير pH در ميزان حذف CAP توسط نانوذرات TiO₂-P25 تثبيت شده  59

نمودار (3-4): تأثير هر پارامتر بر مقادير پاسخ S/N 67

نمودار (3-5): اهميت فاكتورهاي مؤثر در فعاليت فتوكاتاليزوري نانوذرات TiO₂-P25 تثبيت شده

در حذف CAP   69

نمودار (3-6): 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        70

نمودار (3-7): نمودار نيمه لگاريتمي غلظت CAP بر حسب زمان تابش در غلظت هاي اوليه مختلف

از كلرامفنيكول 72

نمودار (3-8): نمودار نيمه لگاريتمي غلظت CAP بر حسب زمان تابش در شدت نورهاي فرابنفش
مختلف 73

نمودار (3-9): نمودار نيمه لگاريتمي غلظت CAP بر حسب زمان تابش در pHهاي اوليه مختلف         73

نمودار (3-10): نمودار ثابت سرعت ظاهري حذف بر حسب غلظت اوليه كلرامفنيكول         74

نمودار (3-11): نمودار ثابت سرعت ظاهري حذف بر حسب شدت نور       75

نمودار (3-12): نمودار ثابت سرعت ظاهري حذف بر حسب pH اوليه محلول CAP    75

نمودار (3-13): مقايسه مقادير k_ap محاسباتي و تجربي براي حذف CAP توسط نانوذرات

TiO₂-P25 تثبيت شده   76

نمودار (3-14): نتايج اندازه گيري TOC در حذف CAP توسط نانوذرات TiO₂-P25

تثبيت شده      77

نمودار (3-15): نمودار NH₄⁺ توليدي بر حسب زمان تابش در فرآيند حذف CAP توسط نانوذرات   TiO₂-P25 تثبيت شده          78

نمودار (3-16): نمودار NO₃^– توليدي بر حسب زمان تابش در فرآيند حذف CAP توسط نانوذرات

TiO₂-P25 تثبيت شده   78

نمودار (3-17): نمودار NO₂^– توليدي بر حسب زمان تابش در فرآيند حذف CAP توسط نانوذرات

TiO₂-P25 تثبيت شده   79

نمودار (3-18): نمودار Cl^– توليدي بر حسب زمان تابش در فرآيند حذف CAP توسط نانوذرات

TiO₂-P25 تثبيت شده   79

فهرست شكل ها

شكل (1-1): شماي مكانيسم فرآيند فتوكاتاليستي UV/TiO₂        16

شكل (2-1): فتوراكتور ناپيوسته 35

شكل (2-2): ساختار شيميايي كلرامفنيكول        37

شكل (2-3): شماي مراحل تثبيت نانوذرات TiO₂ بر روي بسترهاي شيشه اي         39

شكل (3-1): تصوير SEM از مقطع عرضي (الف) و سطح (ب) بستر تهيه شده از نانوذرات

TiO₂-P25   بر روي صفحات شيشه اي     49

شكل (3-2): تصاوير AFM دو بعدي از نانوذرات TiO₂-P25 تثبيت شده بر روي صفحات شيشه اي

در دو وضوح متفاوت     50

شكل (3-3): تصاوير AFM سه بعدي از نانوذرات TiO₂-P25 تثبيت شده بر روي صفحات شيشه اي

در دو وضوح متفاوت     50

شكل (3-4): پروفايل مورد استفاده براي بدست آوردن اطلاعات مورفولوژيكي         51

شكل (3-5): پروفايل مورد استفاده براي بدست آوردن اطلاعات زبري سطح بستر    52

راهنمای خرید و دانلود فایل

برای پرداخت، از کلیه کارتهای عضو شتاب میتوانید استفاده نمائید.

بعد از پرداخت آنلاین لینک دانلود فعال و نمایش داده میشود ، همچنین یک نسخه از فایل همان لحظه به ایمیل شما ارسال میگردد.

در صورت بروز  هر مشکلی،میتوانید از طریق تماس با ما  پیغام بگذارید و یا در تلگرام با ما در تماس باشید، تا مشکل مورد بررسی قرار گیرد. دیجی لود متعهد میشود که هر طور شده فایل خریداری شده ، به دست شما خواهد رسید.

برای دانلود فابل روی دکمه خرید و دانلود  کلیک نمایید.