متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته :شیمی

گرایش :معدنی

عنوان : مطالعه تجربی و نظری فاضلابهای صنعتی حاوی برخی یون‌های فلزات سنگین توسط ساختارهای نانو و نانویی فعال شده

دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شرق

دانشکده علوم پایه

 

گروه شیمی

پایان نامه کارشناسی ارشد رشته‌ی شیمی گرایش معدنی

 

عنوان پایان نامه

مطالعه تجربی و نظری فاضلابهای صنعتی حاوی برخی یون‌های فلزات سنگین توسط ساختارهای نانو و نانویی فعال شده

استاد راهنما:

دکتر معصومه عباسی

 

استاد مشاور:

دکتر لیلا صاعدی

بهمن 1392

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

«فهرست مطالب»

عنوان                                                صفحه

فصل اول: مروری بر پیشینه پژوهش و تحقیق

1-1- مقدمه. 2

1-2- مفهوم نانو. 2

1-3- فناوری نانو چیست؟ 3

1-4- چرا نانو فناوری؟ 4

1-5- اهمیت فناوری نانو. 4

1-6- تفاوت فناوری نانو با فناوریهای دیگر. 5

1-7- طبقه بندی نانو تکنولوژی.. 5

1-7-1-Wet nanotechnology 5

1-7-2-Dry Nanotechnology 5

1-7-3- Nano computational 6

1-8- دسته ‌بندی مواد در فناوری نانو. 6

1-8-1- نانو لایه. 6

1-8-2- نانو پوشش… 6

1-8-3- نانو خوشه. 6

1-8-4- نانو سیم. 6

1-8-5- نانو لوله. 6

1-8-6- نانو حفره 7

1-8-7- نانو ذرات.. 7

1-8-8- فولرین.. 7

1-8-1- نانو لایه. 7

1-8-2- نانو پوشش… 7

1-8-3- نانو خوشه. 7

1-8-4- نانو سیم. 7

1-8-5- نانو لوله. 8

1-8-5-1- نانو لوله ها در دو دسته اصلی وجود دارند. 9

1-8-5-2- ویژگی های نانو لوله های کربنی.. 9

1-8-6- نانو حفره 10

1-8-7- نانو ذره 10

1-8-7-1- خواص نانو ذرات.. 10

1-8-8- فولرین ها 11

1-8-8-1- کاربردهای فولرین‌ها 12

1-8-1- ابزار های تشخیص در علوم نانو. 13

1-9-1- میکروسکوپ نیروی اتمی(AFM) 13

1-9-2- میکروسکوپ تونلی روبشی(STM) 13

1-9-3- میکروسکوپ نیروی مغناطیسی(MFM) 14

1-9-4- میکروسکوپ الکترونی عبوری(TEM) 14

1-9-5- میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM) 14

1-10- گرافن(Graphene) 14

1-11- کاربردهای گرافن.. 18

1-12- ساختار الکترونی گرافن.. 18

1-13- کاربری محیط زیست.. 19

1-14- عوامل تأثیر گذار بر آب.. 20

1-14-1- آلودگی شیمیایی.. 21

1-14-2- آلودگی بیولوژیکی.. 21

1-15- مواد معدنی در آب و اثرات آن ها 21

1-15-1- کادمیم. 21

1-15-2- سرب.. 22

1-16- کلیات جذب اتمی(AAS) 22

1-17- برتریهای جذب اتمی(AAS) 23

1-18- شیمی محاسباتی.. 24

1-19- مروری بر روش های نظری در مکانیک کوانتومی.. 25

1-20- تقریب بورن-اپنهایمر. 26

1-21- روش های حل معادله ی شرودینگر الکترونی.. 27

1-22- بهینه کردن شکل هندسی تعادلی مولکول. 27

1-23- تابع موج تک الکترونی و روش هارتری-فاک.. 27

1-24- روش مکانیک مولکولی.. 29

1-25- روش مکانیک کوانتومی.. 30

1-25-1- روش نیمه تجربی.. 30

1-25-2- روش های آغازین.. 31

1-25-2-1- نظریه اختلال مولر-پلست….. 31

1-25-2-2- روش میدان خود سازگار(SCF)هارتری-فاک.. 32

1-25-2-3- برهم کنش آرایشی ها(CI) 33

1-25-2-4- همبستگی الکترونی.. 33

1-25-2-5- نظریه تابعیت چگالی(DFT) 33

1-25-2-6- قابلیتDFT 35

1-25- مجموعه پایه. 35

1-26- اوربیتال های اسلیتری(STO) 36

1-27- مجموعه های پایه گوسی(GTO) 37

1-28- تقسیم بندی انواع مجموعه های پایه. 37

1-29- طبقه بندی توابع ساده 38

1-29-1- مجموعه های پایه ی مینیمال. 38

1-29-2- مجموعه ی پایه با لایه ی والانس شکافته. 38

1-29-3-مجموعه های پایه قطبیده 39

1-29-4-توابع پخشی.. 39

1-29-5- مجموعه ی توابع پیشرفته. 39

1-30- محاسبات تک نقطه ای(single Point) 40

1-31- برخی از قابلیت های نرم افزار گوسین.. 41

فصل دوم: بخش تجربی، مواد و روش های تحقیق

2-1- روش تحقیق و مواد. 43

2-1-1- مواد شیمیایی.. 43

2-1-2- وسایل آزمایشگاهی.. 43

2-1-3- دستگاه 44

2-2- سنتز گرافن اکساید(GO) 44

2-3- آماده‌ سازی6-آمینو اوراسیل. 45

2-4- آماده سازی اتیلن دی آمین.. 46

2-5- آزمایش های جذبی.. 47

2-5-1- در حضور جاذب ثابت و زمانهای متفاوت و همچنین در حضور زمان ثابت جاذبهای متفاوت  47

2-5-2- آزمایش جذبی در غلظتهای متفاوت.. 48

2-5-3- آزمایش جذبی در PHهای متفاوت.. 48

فصل سوم: بحث و بررسی داده های تحقیق

3-1- تاثیر میزان جذب عناصر یونهای فلزی در حضور 2 میلی گرم از جاذب(نانو) در زمان های متفاوت   59

3-2- اثر مقادیر متفاوت از جاذب 5/0، 1، 2، 5. 61

3-3- مقایسه میزان تاثیر جذب یونهای عناصر فلزات سنگین در حضور سه جاذب در غلظتهای متفاوت   62

3-4- مقایسه میزان تاثیر PH بر روی جذب یونهای فلزی مس، سرب، کادمیم در حضور سه جاذب در غلظتهای مشخص از نانو. 62

3-5- نرم افزارهای مورد استفاده 69

3-6- بررسی و مقایسه پایداری ترکیبات برای فاز گازی با مجموعه پایه g21-3. 70

3-7- بررسی و مقایسه پایداری ترکیبات برای فاز حلال با مجموعه پایه g21-3. 71

3-8- بررسی و مقایسه پایداری ترکیبات برای فاز حلال با مجموعه پایه (d,p)g31-6…………….72

3-9-بررسی و مقایسه انرژی آنتالپی برای یونهای فلزی مس، کادمیم، سرب. 73

3-10- بررسی و مقایسه تمایل به انجام واکنش جذب سطحی شدن از طریق محاسبه انرژی آزاد گیبس     76

فصل چهارم: نتیجه گیری و پیشنهادات

4-1- نتیجه گیری کارهای انجام شده قسمت تجربی و نظری.. 80

4-2- کارهای که در آینده می توان انجام داد. 81

منابع. 82

«فهرست جداول»

جدول                                                                             صفحه

جدول(1-1) برخی از ویژگی های نانو ذرات.. 11

جدول(1-2) مخاطرات فلزات سنگین به صورت ترکیبات محلول برای انسان. 22

جدول(2-1) مواد شیمیایی.. 43

جدول(2-2) وسایل آزمایشگاهی.. 43

جدول(2-3) دستگاه 44

جدول(3-1) تاثیر میزان جذب برای یون فلزی مس در زمانهای متفاوت با غلظت مشخص… 59

جدول(3-2) تاثیر میزان جذب برای یون فلزی کادمیم در زمانهای متفاوت با غلظت مشخص… 60

جدول(3-3) میزان جذب یون فلزی سرب در زمانهای متفاوت باغلظت 1-mgL10 از آن در دمای C°25 به مدت30 دقیقه. 61

جدول(3-4) دادهای جذب اتمی در حضور یون فلزی مس با جاذبهای متفاوت در زمان 30 دقیقه. 62

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. 63

جدول(3-6) نتایج جذب اتمی یون فلزی کادمیم در حضور غلظتهای متفاوت و به ازای 2 میلی گرم از جاذب نانو در دمای C°25 به مدت 30 دقیقه. 63

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. 64

جدول(3-8) دادهای جذب اتمی در حضور یون فلز مس به ازای 2 میلی گرم جاذب(نانو) در PH مختلف    66

جدول(3-9) دادهای جذب اتمی در حضور فلز کادمیم به ازای 2 میلی گرم جاذب(نانو) در PHمختلف.. 67

جدول(3-10) دادهای جذب اتمی در حضور یون فلزی سرب به ازای 2 میلی گرم جاذب نانو درPH  مختلف.. 68

جدول(3-11) مقایسه میزان پایداری انرژی بین سه سطح و سه فلز در فاز گازی با مجموعه پایهg21-3   71

جدول(3-12) مقایسه میزان پایداری بین سه سطح و سه فلز در فاز حلال با مجموعه پایهg21-3   72

جدول(3-13) مقایسه میزان پایداری بین سه سطح و سه فلز در فاز حلال با مجموعه پایه(p,d)g31-6   73

جدول(3-14) مقایسه گرمای واکنش بین جاذب و جذب شونده با حضور یون فلز مس(Cu+2) به عنوان جذب شونده  74

جدول(3-15) مقایسه گرمای واکنش بین جاذب و جذب شونده با حضور یون فلز کادمیم(Cd+2) به عنوان جذب شونده  75

جدول(3-16) مقایسه گرمای واکنش بین جاذب و جذب شونده با حضور یون فلز سرب(Pb+2) به عنوان جذب شونده  76

جدول(3-17) مقایسه میزان تمایل جذب سطحی شدن بین سه سطح با حضور یون فلز مس(Cu+2) 77

جدول(3-18) مقایسه میزان تمایل جذب سطحی شدن بین سه سطح با یون فلز کادمیم(Cd+2) 88

جدول(3-19) مقایسه میزان تمایل جذب سطحی شدن بین سه سطح با یون فلز سرب(Pb+2) 88

«فهرست نمودار»

نمودار                                                                                              صفحه

نمودار(1-1) روش های شیمی محاسباتی…………………………………………………………..28

نمودار(3-1) تاثیر میزان جذب یون فلزی مس در زمانهای متفاوت با غلظت مشخص……………..59

نمودار(3-2) تاثیر میزان جذب برای یون فلزی کادمیم در زمانهای متفاوت با غلظت مشخص… 60

نمودار(3-3) تاثیر میزان جذب برای یون فلزی سرب در زمانهای متفاوت باغلظت مشخص… 61

نمودار(3-4) دادهای جذب اتمی در حضور یون فلزی مس با جاذبهای متفاوت در زمان 30 دقیقه. 62

نمودار(3-5) تاثیر میزان جذب یون فلزی مس در غلظتهای متفاوت.. 63

نمودار(3-6) تاثیر میزان جذب یون فلزی کادمیم در غلظتهای متفاوت.. 64

نمودار(3-7) تاثیر میزان جذب یون سرب در غلظتهای متفاوت.. 65

نمودار(3-8) جذب فلز مس در حضور جاذب در PH مختلف.. 67

نمودار(3-9) جذب یون فلزی کادمیم در حضور جاذب در PH مختلف.. 68

نمودار(3-10) جذب یون فلزی سرب در حضور جاذب در PH مختلف.. 69

«فهرست اشکال»

شکل                                                                                           صفحه

شکل(1-1) ارتباط نانو با علوم دیگر……..6

شکل(1-2) انواعی از فولرن و اشکال مربوط.. ………12

شکل(1-3) برش دادن دیواره‏ی نانولوله های کربنی در راستای طول نانولوله. 15

شکل(1-4) ساختار اتمی صفحه گرافن: در این شکل اتم‏ های کربن با نقاط سیاه و پیوندها با نقطه چین نمایش داده شده‏ اند. 16

شکل(1-5) فرم های مختلف کربن گرافیتی.. 16

شکل(1-6) ترکیبات بین لایه ای گرافیت.. 17

شکل(1-6) ساختارهای گرافیتی کربن.. 18

شکل(1-7) تقریب یک اوربیتال اسلیتری با استفاده از چند اوربیتال گوسین……………………….36

شکل(2-1) گرافن اکساید. 45

شکل(2-2) طیف UV/Vis از نانو لایه های گرافن پراکنده شده در اتانول. 45

شکل(2-3) 6-آمینو اوراسیل. 46

شکل(2-4) اتیلن دی آمین.. 47

شکل(3-1) در طیف FTIR گرافن اکسید. 51

شکل(3-2) طیف FT-IR گرافن اکسید حاوی گروه 6-آمینو اوراسیل. 52

شکل(3-3) طیف FT-IR گرافن اکسید حاوی گروه اتیلن دی آمین.. 52

شکل(3-4) طیف XRD گرافن اکساید. 53

شکل(3-5) تصویر SEM از گرافن اکسید. 54

شکل(3-6) تصویر SEM 6-آمینو اوراسیل. 55

شکل(3-7) جذب یونهای فلزی توسط برهم کنش های الکترستاتیک روی سطح GO.. 56

شکل(3-8) تصویری از جذب یون های فلزی توسط جاذب.. 58

چکیده:

در این بررسی اثر استخلاف آمیدی روی سطح اکسید گرافن مورد مطالعه قرار گرفت. دو آمین برای تغییر سطح تماس و میزان جذب انتخاب شد. از یک دی آمین خطی مثل اتیلن دی آمین[1] و آمین حلقوی 6-آمینو اوراسیل[2] با دو مشخصه متفاوت مورد ارزیابی واقع شدند. بعد از سنتز و شناسایی محصولات در حضور یون های فلزی مس، سرب و کادمیم در محیط آبی میزان جذب توسط هر یک از جاذبها اندازه گیری شد.

در این تحقیق هدف بهبود خصوصیات پیوندی گرافن اکسید[3] توسط دو نوع آمین مد نظر می باشد. افزودن آمین به اکسید گرافن ایجاد آمید می کند و گرافن به نوعی بهینه شده و ترکیبی با خصوصیت بهتر برای جذب یونهای فلزی در دمای اتاق بوجود می آورد. در ادامه، تاثیر غلظت یون فلزی، مقدار جاذب(وزنی) و زمان بررسی شد. یون Cu+2 نسبت به یونهای  Pb+2و  Cd+2بهتر توسط هر سه جاذب جذب بیشتری نشان می دهد. میزان جذب یونهای فلزی روی هر یک از جاذبها بصورت زیر مشاهده شده است Cu+2>Pb+2>Cd+2 بطوریکه روند جذب یونها روی هر یک از جاذبها برای یون فلزی مس بیشترین مقدار است از طرف دیگر، رفتار واجذبی یونهای فلزات سنگین در سطح GO نشان می دهد که GO را می توان پس از شستشو با محلول HCl مورد استفاده مجدد قرار داد. این تحقیقات نشان می دهد که GOethylenediamine می تواند یک جاذب موثر برای حذف یونهای فلزات سنگین سمی از محلول های آبی باشد. این بررسی همزمان توسط روش تئوری نیز مطالعه شد در بررسی های انجام شده با استفاده از نرم افزار گوسین[4] میزان انرژی پایداری، انرژی گرمایی و انرژی آزاد گیبس در دو فاز حلال و گازی با مجموعه پایه g21-3 و (p,d)g31-6 برای یونهای فلزات مس، کادمیم، سرب و جاذبهای نانویی مانند گرافن اکساید، 6-آمینو اوراسیل و اتیلن دی آمین بررسی شد. نتایج نشان می دهد میزان پایداری و برهمکنش بیشتر یون فلز مس برای جذب سطحی[5] شدن روی سطح اتیلن دی آمین بیشتر است(به خاطر گروه عاملی زیادی که دارد) و این جاذب و جذب شونده به عنوان فیلتر مناسب برای حذف فلزات آلاینده ها می توان استفاده کرد.

کلمات کلیدی:گرافن اکسید بهینه شده، جذب یونهای فلزی توسط مشتقات گرافن اکسید، حذف آلاینده ها فلزی، مطالعه تئوری

فصل اول

مروری بر پیشینه پژوهش و

 تحقیق

1-1- مقدمه

امروزه نانو تکنولوژی در پیشبرد دانش بشری جایگاه ویژهای یافته و اکتشافات حوزه ی نانو به علوم فیزیک و شیمی جان تازه می بخشد. علم و فناوری نانو توانایی به دست گرفتن کنترل ماده در ابعاد نانو متری و بهره برداری از خواص و پدیده های این بعد در مواد، ابزارها و سیستم های نوین است و در واقع رویکرد جدید در تولید فراورده های مورد نیاز انسان می باشد. به نظر می رسد که علم نانو و علوم مرتبط با آن جدید نیستند. صدها سال است که شیمی دانان از تکنیک های در کار خود استفاده می کنند که بی شباهت به تکنیک های امروزی نانو نیست.

مسیر تحول و شکل گیری علم نانو به شکل امروزی، با کشف محلول کلوئیدی طلا در سال 1857 توسط فارادی آغاز شد و سال 1959، فاینمن ایدهی«فضای زیاد در سطوح پایین»را برای کار با مواد در مقیاس نانو مطرح کرد در سال 1974 برای اولین بار واژهی فناوری نانو توسط تانیگوچی بر زبانها جاری شد و در دهه ی 1980 این ایده به گونه ای وسیع تری توسط دکتر درکسلر مورد بررسی قرار گرفت.

تعداد صفحه : 106

قیمت : 14700 تومان

———–

——-

پشتیبانی سایت :               info@elmyar.net

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

--  --

پایان نامه ها

 

مطالب مشابه را هم ببینید

Categories: شیمی

Related Posts

شیمی

پایان نامه ارشد با موضوع:اندازه گیری همزمان درزولامید هیدروکلراید و تیمولول مالئات به روش شبکه عصبی مصنوعی

دانشگاه آزاد اسلامی واحد گچساران   دانشکده علوم پایه گروه شیمی پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد (( M.Sc )) گرایش: شیمی تجزیه   عنوان: اندازه گیری همزمان درزولامید هیدروکلراید و تیمولول مالئات به Read more…

شیمی

دانلود رساله دکتری:تهیه، شناسایی و استفاده از کاتالیست­های نانو ذرات زیرکونیوم فسفات و برخی کاتیون­های (Cu2+, Zn2+) تعویض یون شده­ی آن در برخی واکنش­های شیمی آلی

متن کامل رساله دکتری رشته : شیمی گرایش :شیمی آلی عنوان : تهیه، شناسایی و استفاده از کاتالیست­های نانو ذرات زیرکونیوم فسفات و برخی کاتیون­های (Cu2+, Zn2+) تعویض یون شده­ی آن در برخی واکنش­های شیمی آلی    مطالب Read more…

شیمی

پایان نامه های دانلودی رشته شیمی

پایان نامه ارشد داروسازی: پیش تغلیظ داروی رالوکسیفن به روش میکرواستخراج فاز مایع با استفاده از فیبر توخالی و اندازه گیری دارو به روش HPLC در مقادیر Trace دانلود پایان نامه ارشد : کاهش اثرات Read more…