پایان نامه ساخت کامپوزیت پلی پیرول بر روی پلی وینیل الکل و کاربرد آن در حذف رنگ متیل اورانژ از محلول های آبی

فهرست:

فصل اول:مقدمه و کلیات تحقیق

1-1مقدمه............................................................................................................................2

1-2-طبقه بندی رنگ ها.....................................................................................................4

1-2-1-رنگ های بازی.................................................................................................................4

1-2-1-1-خصوصیات رنگ های بازی.............................................................................5

1-2-1-2-کاربرد رنگ های بازی......................................................................................5

1-2-2-رنگ های اسیدی..............................................................................................................5

1-2-3-رنگ های مستقیم..............................................................................................................6

1-2-4-رنگ های دندانه ای...........................................................................................................6

1-2-5-رنگ های آزوییکی............................................................................................................7

1-2-6-رنگ های گوگردی............................................................................................................7

1-2-7-رنگ های خمره ای...........................................................................................................7

1-2-8-رنگ های کلوییدی..........................................................................................................8

1-2-9-رنگ های فعال................................................................................................................8

1-3-آلودگی ناشی از رنگ ها...........................................................................................9

1-3-1-آلودگی ناشی از حلال ها و کنترل آن..............................................................................9

1-3-2-آلودگی ناشی از رنگ ها و کنترل آن ها..........................................................................10

1-3-2-1-رنگ های اپوکسی...........................................................................................10

1-3-2-2-رنگ های پلی اورتانی.....................................................................................10

  1-3-2-3-رنگ های وینیلی...........................................................................................11

   1-3-3-آلودگی ناشی از رنگدانه ها..........................................................................................11

1-4-مطالعات در طراحی رنگ ها....................................................................................11

1-4-1-رنگ هایی برای پلی استرها.............................................................................................12

1-4-2- رنگ هایی برای پلی آمیدها و پروتئین ها.......................................................................12

1-4-3-رنگ هایی برای پلیمرهای کاتیونی..................................................................................12

1-4-4-رنگ برای پلیمرهای سلولزی..........................................................................................12

1-4-5-رنگ مو ها.......................................................................................................................13

1-5-کاربرد رنگ ها..........................................................................................................13

1-6-جنبه های محیط زیستی............................................................................................17

1-7-جنبه های سمی بودن رنگ........................................................................................17

1-8-حذف رنگ از پساب رنگی......................................................................................18

1-8-1-ویژگی فاضلاب های نساجی.............................................................................18

1-9- تصفیه فاضلاب نساجی.........................................................................................19

1-9-1تیمارهای فیزیکی..............................................................................................................23

1-9-1-1-جذب.............................................................................................................23

1-9-1-2-فیلتراسیون غشایی..........................................................................................24

1-9-1-3-تبادل یونی....................................................................................................24

1-9-1-4-انعقاد.............................................................................................................24

1-9-2-تیمارهای شیمیایی.........................................................................................................25

1-9-2-1-شناساگر فنتون..............................................................................................25

1-9-2-2-ازون دهی.....................................................................................................25

1-9-2-3-فتوشیمیایی...................................................................................................26

1-9-2-4-سدیم هیپوکلراید..........................................................................................26

1-9-3-الکترولیز.......................................................................................................................26

1-9-4-اکسیداسیون هوای مرطوب..........................................................................................26

1-9-5-فراصوت.......................................................................................................................27

1-9-6-تیمار بیولوژیکی...........................................................................................................27

1-10-جذب……………..…………………..…………..………………………………...29

        1-10-1 جاذب های رایج ..........................................................................................29

1-10-1-1-کربن فعال................................................................................................30

1-10-1-2-چیپس چوب............................................................................................30

1-10-1-3-زغال نارس...............................................................................................30

1-10-2-جذب سطحی.............................................................................................................31

1-10-2-1-عوامل موثر بر روی جذب.........................................................................31

1-10-2-1-1-سطح تماس….......……..………………………………………................32

1-10-2-1-2-غلظت…………...………………………………………………................32

1-10-2-1-3-دما…...………….………………………………………………….................32

1-10-2-1-4-نوع ماده جاذب و جذب شونده…………….…………………...................32

1-10-2-1-5- حالت ماده جاذب و جذب شونده..…………..………………..................32

1-10-2-1-6-pH محیط..................................................................................................33

1-10-3-ایزوترم های جذب…………..……………..……………………………………..34

1-10-3-1-مدل ایزوترم لانگمویر…………..……………….………………………………34

1-10-3-2-ایزوترم فروندلیچ…………………………….……………………………………35

1-10-4-مدل های سینتیکی……………..…………….……………………………………..36

1-11-متیل اورانژ……….………..…………….…………….……………………………….38

1-12-طبقه بندی رنگ های آزو..………………..……………..…………………………..38

 1-12-1-مونو آزو………….………………..…….………………………………………...38

1-13-ویژگی های پلی پیرول و کامپوزیت هایش…………………………..……………..39

1-13-1-روش تولید..............................................…………...………………….………..39

فصل دوم:ادبیات و پیشینه تحقیق

مقدمه ..............................................................................................................................42

2-1-تاریخچه رنگ ها.....................................................................................................42

2-2-حذف متیل اورانژ و متیلن بلو از فاضلاب…………………………….………………44

2-3-حذف رنگ از فاضلاب توسط کربن فعال ارزان قیمت به دست آمده از ضایعات کشاورزی .......................... 44

2-4-مطالعه سینتیک و ایزوترم حذف متیل اورانژ از فاضلاب با استفاده از کاتالیست اکسید مس تهیه شده توسط کاغذ چاپ باطله………………..………..……………………………45

2-5-سینتیک و مکانیزم جذب رنگ متیل اورانژ روی سیلیکاژل اصلاح شده باقی مانده از یک کارخانه .....................................................................................................................46

2-6-تصفیه پیشرفته فاضلاب حاوی متیل اورانژ و فلزات سنگین بر روی Tio2 و خاکستر و مخلوطشان…………………………..…………………………………………………………47

2-7-مدل سینتیکی برای حذف متیل اورانژ از محلول آبدار با استفاده از بذر درخت آووکادو………………………….…………………………..…………………………………..47

2-8-ایزوترم دو پارامتری جذب متیل اورانژ توسط کربن فعال……………………………48

2-9-مطالعه سینتیک و ایزوترم جذب نیکل از فاضلاب رنگی توسط کامپوزیت PPy/PVA........................................................................................................................49

2-10-روش های نوین.................................................................................................................50

2-10-1-بهبود تصفیه پساب های نساجی توسط تابش پرتو الکترونی............................50

فصل سوم:مواد و روش آزمایش

3-1-مواد و روش های آزمایش……………………..………………………………………..53

3-2-مشخصات متیل اورانژ………………….………………………………………………..54

3-3-روش انجام آزمایش…………………….………………………………………………..55

3-4-ساخت کامپوزیت ………………………………………..……………….PPy/PVA57

3-5-ساخت جاذب پلی پیرول.………………………………………………………………57

فصل چهارم:محاسبات و یافته های تحقیق

4-1-بررسی ساختار جاذب ها به وسیله FTIRوSEM....................................................60

4-1-1-بررسی SEM.......................................................................................................64

4-2-بررسی عوامل مختلف روی جذب……………….....…..……...……………………..68

4-23-1-بررسی اثر pH بر راندمان جذب………………………..………………………..68

4-2-2-بررسی اثر زمان انجام واکنش بر روی راندمان حذف..…………………………..69

4-2-3-بررسی اثر میزان جاذب بر روی راندمان حذف …….....…….…………………..70

4-2-4-بررسی اثر غلظت محلول رنگی متیل اورانژ بر راندمان جذب…………...………71

4-3-بررسی سینتیک جذب..……………………..…………………………………………..72

4-3-1-معادله خطی شده موریس وبر……………………………………..…………………73

4-3-2-معادله خطی شده شبه درجه اول…………………..………………………………..73

4-3-3-معادله خطی شده شبه درجه دوم…………………..………………………………..74

4-4-بررسی ایزوترم های جذب……………………..……………………………………….75

4-4-1-معادله خطی شده لانگمویر……….…………….……………………………………76

4-4-2-معادله خطی شده فرندلیچ…………………...………………………………………77

4-4-3-معادله خطی شده دوبینین-رادشکویچ……………………...……..……………….78

4-5-مقایسه میزان جذب متیل اورانژ توسط جاذب های PPy,PVA,PPy/PVA...........79

فصل پنجم:جمعبندی و پیشنهادات

5-1-نتیجه گیری……………….………………………………………................................82

5-2-پیشنهادها…..………….…….……………………………………................................83

پیوست: منابع و مآخذ

منبع:

ش.حسینی،ساخت کامپوزیت پلی پیرول بر روی پلی اتیلن گلیکول و کاربرد آن در حذف رنگ متیلن بلو،پایان نامه،1392

 [2] B. Neppolian, H.C. Choi, S. Sakthivel, B. Arabindoo, V. Murugesan. Solar Lightand TiO2 assisted degradation of textile dye reactive blue 4. Chemosphere,2002, 46: 1173-1181.

[3] M.S. Lucas, J.A. Peres. Degradation of reactive black 5 by Fenton/UV-C and ferrioxalate/H2O2/solar light processes. Dyes Pigm,2006. 1-8                                  

 [4] F. Al-Momani, E. Touraud, J.R. Degorce-Dumas, J. Roussy, O. Thomas. Biodegradability enhancement of textile dyes and textile wastewater by UV photolysis.J Photochem.Photobiol,2002., A. 153: 191-197

[5] X.R. Xu, H.B. Li, W.H. Wang. Degradation of dyes in aqueous solutions by the Fenton process.Chemosphere,2004.57.595-600.

[6] N. Azbar, T. Yonar, Kestioglu. Comparison of various advanced oxidation processes and chemical treatment methods for COD and color removal from a polyester and acetate fiber dyeing effluent. Chemosphere. 2004,55: 35-43

[7] I. Arsalan, I.A. Balcioglu, D.W. Bahnemann. Advanced chemical oxidation of reactive dyes in simulated dyehouse effluents by ferrioxalate-Fenton/UV-A and TiO2/UV-A processes. Dyes Pigm.2000, 47: 207-218

 [8] C.I. pearce, J.R. Lioyd, J.T. Guthrie, The removal of color from textile wastewater using whole bacterial cells: a review. Dyes Pigm,2003, 58: 179-196.                                                                                          

 [9] S. Akhtar, A.A. Khan, Q. Husain, Potential of immobilized bitter gourd(Momordica charantia) peroxidases in the decolorization and removal of textile dyes from polluted wastewater and dyeing effluent. Chemosphere,2005. 60: 291-301.

 [10] N. Daneshvar, D. Salari, A.R. Khataee. Photocatalytic degradation of azo dye acidred in water: investigation of effect of operational parameters. J. Photochem. Photobiol., A. , 2003,157: 111-116.

[11] I. Nilsson, A. Moller, B. Mattiasson, M. S. T. rubindamayagi, U. Welander, Decolorization of synthetic and real textile wastewater by the use of white-rot fungi. Enzyme,Microb. Technol.2006, 38: 94-100.105

  [12] Tim Robinson ,Geo MCMullan , Roger Marchant,Poonam Nigam,Remediation of dyes in textile effluent:a critical review on current treatment technologies whith a proposed alternative ,Bioresource Technology 77(2001)247-255.

 [13  ] Young H.Lee , Spyros G.Pavlostathis  , Decolorization and toxicity of reactive anthraquinone texitile dye under methanogentic conditions, water Research, USA, 2003,38:1838-1853

[14] Patricia Alexandra da costa Ferreira Ramalho, Degradation of dyes with mocro organisms studies with ascomycete yeasts, Universidade Do Minho,Minho,2005, 1-24

 [15] chemistry of  dyes,Iark mono graphs volume 9,International Agancy for research on cancer, , France,2003,55-70                                                         [16] www.ahmadvand.org                                                                                       

[17]Abrahart,Dyes& their Intermediations, colour chemistry ,New York:chemical publishing.1997,pp01-12(1971)

[18] Tak-Hyun kim ,Jae – kwang Lee,Myun-JooLee,Biodegradability enhancement of  texitile waste water by electron beam irradiation, Sience Direct,korea, 2007,76:1037-1041

[19] Xiang-Rong Xu,Hua- Wang, Degradation of dyes in aqueous soluttons by the fentin process,Chemospher,Elsevier, , China,2003,57:595-600

[20] C.I.Pearce , J.R.Lioyd,J.T.Guthrie , The removal of colour from texitile waste water using whole bacterial cells:a review ,Dyes and pigments,Elsevier,UK,2003,58:179-196

[21]www.shimiweb.ir

[22] Reza Katal, Ehsan Hasani, Maysam Farnam, Mazyar Sharifzadeh Baei, and Mohammad ali Ghayyem,Charcoal Ash as an Adsorbent for Ni(II) Adsorption and Its Application for Wastewater Treatment,Journal of chemical & Engineering data , 57:374-383

[23]www.wikipedia.org

[24] Hossein Eisazadeh , Studying the characteristics of PPy and its composits,world jurnal of chemistry,Iran,2007,2:67-74

[25] G.B.Street,T.C.Clarke,R.H.Geiss,V.Y.Lee, Paul Savile,A.Nazzal plypyrrole (formation & use) Characterization of PPy, Jurnal Dephisque , USA, 1983,44:599-606

[26] Dora Lucasi,Anca Duta ,Removal of Methyl orange and Methylen Blue dyes from waste water using sawdust and sawdust fly ash as sorbents,Enviremental Engineering and management Jornal,Romania,2011,vol.10,no.9,1255-1262

 [27] Angus Shiue,Chih ming ma,Ritian Roan,chang-Tang chang Taiwan,Sustain Environ,Adsorption of kinetics and isotherms for the removal Methyl orange from waste water using copper oxid catalyst prepared bye the west printed circuit boards, 2012,22(4),209-215

[28] Maria visa,Rado Adrian Carcel,Luminita Andronic,Anca Duta, Catalysis today, Advanced  treatment of waste water with Methyl orange & heavy metals on TiO2,fly ash &their mixtures,Romania,Elsevier,2009,144:137-142

[29] Aka asiakwu,P.E.Omuku,C.O.Alisa,Nigeria, Kinetic model for the Removal of Methyl orange from aqueoas solution using Avokado pear, Journal of chemical,Biological & physical sciences,vol.3 ,No.1 ,48-57

[30] M.R.SAmarghandi,M.Hadi,S.Moayedi,F.Barjesteh askari ,Two-isotherm model of methyl orange sorption bye pincone deraived activated carbon ,2009,vol.6,No.4,pp.285-294

[31] Siavash faghih nasiri,Maziar Sharifzade baei,Mehdi Ardjmand, kinetic,isotherm study of Nickel adsorption from coloured wastewater using poly pyrrole/PVA composite, Middle –East Journal of scientific Reaserch, Iran, 2013,15(10):1345-1352

[32] M. Ghorbani, H. Esfandian, N. Taghipour, R. Katal,  Application of polyaniline and polypyrrole composites for paper mill wastewater treatment, Desalination, 263(1–3), 2010, 279-284

[33]Reza Katal, Majid Ghiass, Hossein Esfandian, Application of Nanometer Size of Polypyrrole as a Suitable Adsorbent for Removal of Cr(VI), 2011,vol.17,pp:222-230.

[34]  A. M. Shehap , Thermal and Spectroscopic Studies of Polyvinyl Alcohol/Sodium Carboxy Methyl Cellulose Blends ,Physics Department. Faculty of Science, Cairo University, Giza, Egypt, 2008,vol.31.No.1,75-91

[35] M, Omraei, H.  Esfandian, R. Katal, M. Ghorbani, Study the removal of Zn(II) from aqueous solution using polypyrrole nanocomposite, Desalination, 271(1-3), 2011, 248-256

 [36] Hossein Esfandian, Mehdi Jafari, Mostafa Alizadeh, Hooman Taher Rahmati, Reza Katal, Synthesis of Polyaniline Nanocomposite and Its Application for Chromium Removal From Aqueous Solution,2012, 18:250–260

[37] H. N. M. Ekramul Mahmud,Anuar Kassim,Zulkarnain Zainal,Wan Mahmood Mat Yunus ,Wiely inter science,Fourier Transform Infrared Study of Polypyrrole–Poly(vinyl alcohol) Conducting Polymer Composite Films: Evidence of Film Formation and Characterization ,Malaysia, International journal of Fundamental physical  sciences,2005,vol.1,No.1,pp:28-32

[38] Paul Eqwuonwu DIM, Adsorption of Methyl Red & Methyl orange using different tree bark powder, Academic Research international, Nigeria,2013,vol.4,no.1,330-338

[39]. M.M. Dubinin and L.V. Radushkevich, Proc. Acad. Sci.U.S.S.R. Phys. Chem. Sect,1997, 55- 331  

[40] T.S. Anirudhan and P.S. Suchithra, J. Ind. Eng. Chem, 2010, 16-130.

[41] S.E. Ghazy and A.H. Ragab, Indian J. Chem. Technol,2007, 14-507

[42] kunwar p.singh , Dinesh Mohan , Sarita Sinha , Devlina Gosh / color Removal from waste water using low-cost Activeted carbon drived from Agricultural waste Material T End.Eng. chem. . 203,1965-1976

[43] Suman koner , Biswajit Kumar Saha , Rahal Kumar , Adsoraption Kinetics and Mechanism of Methyl orange dye on modified silica gel Factory waste , International Journal of current Research , 2011 , vol.3.Issue 6 . pp 128-133

[44] www.labtesting.com

[45] http://en.wikipedia.org/wiki/scanning electron microscope