نام پژوهشگر: فهیمه گوگردچیان

تهیه نانوکریستال هیدروکسی آپاتیت از استخوان، شکل دهی و کاربرد آن در جداسازی سرب از آب
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی اصفهان - دانشکده مهندسی شیمی 1389
  فهیمه گوگردچیان   رحمت الله عمادی

جداسازی فلزات سنگین از پساب های آلوده همواره موضوع تحقیق بسیاری از محققین بوده است. روش های مختلفی جهت جداسازی این فلزات از آب و پساب های آلوده به کار می رود. در صورت استفاده از یک جاذب ارزان قیمت، روش جذب سطحی روشی کارآمد، آسان و مقرون به صرفه می باشد. در تحقیق حاضر پودرهای هیدروکسی آپاتیت نانوکریستال با اندازه متوسط کریستال 18 تا 60 نانومتر به روش عملیات حرارتی و آسیاکاری با استفاده از آسیاب گلوله ای سیاره ای پرانرژی، از استخوان گاو تهیه گشتند و به عنوان جاذبی ارزان قیمت، جهت جداسازی سرب از محلول های آبی مورد استفاده قرار گرفتند. کاربرد جاذب پودری شکل مشکل و جداسازی آن از محلول پس از اتمام واکنش جذب نیاز به فرایند فیلتراسیون داشته که فرایندی هزینه بر می باشد. از این رو هیدروکسی آپاتیت پودری شکل پس از تهیه، با استفاده از آلژینات که یک پلیمر طبیعی و ارزان قیمت می باشد، شکل دهی شد. در مرحله تهیه هیدروکسی آپاتیت، تاثیر دما و زمان حرارت دهی بر روی خواص پودر حاصل شده بررسی شد. بنابر نتایج به دست آمده، از دمای 750 درجه سانتیگراد و زمان حرارت دهی4 ساعت به عنوان شرایط بهینه جهت تهیه هیدروکسی آپاتیت استفاده شد. با انجام آزمایشات جذب به روش طراحی شده توسط تاگوچی، سهم هریک از عوامل غلظت اولیه سرب در محلول، ph اولیه محلول، جرم جاذب و زمان آسیا کاری پودر در پاسخ (درصد حذف سرب از محلول آبی) مشخص گردید و پودر بهینه جهت استفاده در مرحله شکل دهی تعیین شد. پودر بهینه نمونه ای بود که به مدت 2 ساعت تحت فرایند آسیاکاری قرار گرفته بود و اندازه ذرات در این پودر کمتر 80 نانومتر بود. هم چنین تاثیر تابش فراصوت بر میزان جذب توسط پودرهای آسیاب شده در زمان های 2 تا 16 ساعت بررسی و مشاهده شد که تابش فراصوت به میزان زیادی سبب افزایش جذب گشته است. این افزایش جذب بین 8/53 تا 05/122 درصد، نسبت به حالت بدون تابش بود که نشانگر تاثیر چشمگیر تابش فراصوت است. پس از تعیین پودر بهینه، جاذب های کامپوزیتی آلژینات- هیدروکسی آپاتیت به دو صورت فیلمی و دانه ای شکل و با دو مقدار 20 و 50 درصد وزنی هیدروکسی آپاتیت تهیه گشتند. جذب جاذب های کامپوزیتی دانه ای شکل کمتر از جذب مربوط به آلژینات به تنهایی و هیدروکسی آپاتیت به تنهایی بود. این درحالیست که جذب سرب از محلول 900ppm، توسط جاذب کامپوزیتی فیلمی شکل که حاوی 50 درصد هیدروکسی آپاتیت بود، نسبت به جاذب های آلژینات و هیدروکسی آپاتیت به تنهایی، به میزان %56/13 و %29/22 افزایش یافت.