سنتز جاذب مغناطیسی سیلیكاتی، كامپوزیت شده با كیتوسان، عاملدار شده با گروه های آمین، جهت حذف فلزات سنگین از محیط های آبی

خلاصه اختراع :

در راستای توسعه فناوری های نوین جذبی در تصفیه آب، هدف اصلی این اختراع، حذف فلزات سنگین مس و روی از آب با استفاده از جاذب های مغناطیسی زیست سازگار سیلیسی اصلاح شده می باشد. در همین راستا، كامپوزیت مغناطیسی كیتوسان عاملدار شده با آمین برپایه SBA-15 (Fe2O3@SBA-15-CS -AEAPTMS و Fe2O3@SBA-15-CS-APTMS ) در نسبت های وزنی مختلف از گروه عاملی، بر اساس روش تراكم همزمان سنتز شدند و با استفاده از آنالیزهایFTIR ,VSM ,XPS ,TEM ,SAXS و BET مورد شناسایی قرار گرفتند. در سنتر جاذب سیلیسی از تترا اتیل ارتوسیلیكات به عنوان منبع سیلیكا، پلورونیك به عنوان عامل افزایش سطح ویژه، آمینوسیلان ها به عنوان گروه عاملی و مگمایت به عنوان بخش مغناطیسی استفاده شده است. به منظور بررسی ساختار شیمیایی و نوع گروه های عاملی موجود در ساختار جاذب های سنتز شده و همچنین مقایسه آن با هر كدام از بخش های تشكیل دهنده جاذب از FTIR استفاده شده است كه همگی دلالت بر سنتز صحیح جاذب مغناطیسی دارد. نتایج الگوی پراش اشعه X، كه برای تعیین ساختار مزوحفره های سیلیكا بكار می رود بیانگر ساختار مزوپوری دو بعدی هگزاگونالی در جاذب های سنتز شده است. برای تعیین مساحت سطح مزوحفره، حجم حفرات و توزیع اندازه حفرات، تستBET به كار گرفته شد. با توجه به نتایج، ایزوترم ها از نوع IV و مربوط به ساختارهای متخلخل با اندازه حفرات مزوپوری است كه ساختار متخلخل مزوپوری در نمونه سنتز شده را تأیید می كند. همچنین در این پژوهش برای بررسی مورفولوژی و ریزساختار نمونه ها آزمون TEM انجام شد كه نشان داد نمونه ها دارای ساختار دوبعدی هگزاگونال منظم به شكل ریسمان یا استوانه های توخالی هستند. در ادامه بررسی خواص مغناطیسی جاذب های سنتز شده نشان داد كه آن ها دارای خاصیت سوپرپارامغناطیسی هستند. آنالیز عنصری و تركیب شیمیایی سطح نانوجاذب های سنتز شده نیز كه با طیف نگار فوتوالكترون اشعه X انجام شد، درستی جاذب های سنتز شده را اثبات كرد. سپس فرآیند جذب یون های مس و روی از آب، بوسیله نانوجاذب ها بر اساس روش طراحی آزمایش سطح پاسخ، در سیستم ناپیوسته بررسی شد و بعد از مشخص شدن شرایط بهینه جذب، سایر جاذب ها نیز در این شرایط با توجه به میزان كارایی آن ها با یكدیگر مقایسه شدند.نتایج نشان داد كه نانوجاذب ها پایداری و كارایی بسیار خوبی دارند.