۶۳۲٫۸۹۲
۸٫۸۵۷-
۰٫۹۵۵۷
۵-۱۰*۷
۶۶٫۲۰۳-
۰٫۹۶۳۴
۶۳۸٫۹
۰٫۲
۰٫۹۹۸
نانوژل و جداسازی آن از محیط آبی پس از فرایند حذف
با احتساباینکه ۹۰% از نانوژل استفادهشده، آب بود، مقدار ۳ گرم نانوژل برای حصول به ۰٫۳ گرم جاذب خشک استفادهشد، البتهاین مقدار حذف بالایی را برای رنگ بریلیانتگرینایجاد کرد که با توجه به مراحل بهینهسازی جاذب در ابعاد ذرات غیر نانو، تنها مراحل مقدار جاذب و زمان تماس لازم شد که بهینه شوند. آزمایشها نیزاین پدیده را نشان دادند. مسئلهی اساسی در به کار بردن نانوژل به عنوان جاذب در جداسازی آن میباشد، با توجه بهاین که مواد نانو ساختار اساساً تشکیل سوسپانسیون نداده و ذرات جامد نانوساختار به شکل ژل در داخل مایع، به صورت لخته تشکیل کلونی میدهند، لذااین امر به عنوان یک خاصیت مهم و مفید در به کار بردن شکل نانوژل از جاذب مورد توجه قرار گرفت، علاوه بر آن با توجه بهاین که نانو فیبرهای سلولزی زمانی که از روزنه ای جریان پیدا میکنند، به دلیل انباشت نانوفیبرها روی هم، یک شبکهی منسجمیتشکیل میدهند که نقش فیلتر را بعد از فرایند جذبایفا میکنند، به همین دلیل میتوان خود فیلترینگ[۷۹] را بر رویاین دسته از مواد گذاشت.این شبکهی بسیار منسجم همانند رشتههای مو در کنار هم عمل میکنند، و به رشتههای دیگر اجازهی عبور نمیدهند، بنابراین بعد از فرایند جذب با بهره گرفتن از نانوژل، زمانی که جداسازی جاذب از محیط آبی میخواهد صورت گیرد، خود فیلترینگ صورت میگیرد.
شکلشناسی[۸۰] (شکلشناسی یا ریختشناسی جاذب)
برای بررسی شکل و اندازه و همچنین یکنواختی سطح و ظاهر جاذب و ذرات جاذب (هم شکل اول و هم شکل دوم) از میکروسکوپ الکترونی استفاده گردید، منتها برای نانوژل به دلیل جامد نبودن، از میکروسکوپ الکترونی عبوری[۸۱] استفاده گردید. شکلهای ۴-۱ تا ۴-۳و ۴-۶ تا ۴-۹٫ نشان دهندهی شکل دوم جاذب است که با بزرگ نماییهای مختلف گرفته شده اند. چنانچه از شکلها پیداست تخلخل بالایی در جاذب وجود دارد اندازه حفرات به چندین ۸۰۰-۹۰۰ نانومتر میرسد،این امر یکی از پارامترهای مهم مثبت جاذب میباشد. علاوه براینکه ساقهی گیاه دارای حفرات بسیار میباشد، خود دیوارهی حفرات نیز بسیار متخلخل میباشند کهاین امر در شکل ۴-۳٫ بهخوبی نشان داده شده است.
شکل ۴- ۱۲٫ تصویر میکروسکوپ الکترونی نمونهی جاذب به کار رفته با بزرگنمایی ۱۰۰۰برابر
شکل ۴- ۱۳٫ تصویر میکروسکوپ الکترونی نمونهی جاذب به کار رفته با بزرگنمایی ۱۰هزار برابر
شکل ۴- ۱۴٫ تصویر میکروسکوپ الکترونی مربوط به جاذب، با بزرگ نمایی۱٫۵k
شکل ۴- ۱۵ . تصویر میکروسکوپ الکترونی عبوری(TEM) مربوط به نانو ساختار جاذب نانوژل با بزرگ نماییK30
از آن جایی که ساختار گیاهان به صورت ساقه ای است و باید استحکام لازم را داشته باشند، لذا در آفرینش گیاهان برای محکمیو استحکام، ماده ای به نام لیگنین قرار داده شده، نقش لیگنین که در شکل ۴-۱۶٫ مشاهده میشود، چهارچوب بودن برای بدنهی اصلی میباشد.این کار مانع از خمش و نرم شدن گیاه در زمان رشد و نمو و بعد از آن میشود و باعث میشود که گیاه همواره برافراشته بماند. لیگنین به عنوان سخت ترین عنصر گیاه مانع از رسیدن رنگ به مکانهای جذب میشود. در کار حاضر بعد از تبدیل جاذب به شکل نانوژل یکی از موانعی که از عبور آلودگی رنگی جلوگیری میکرد، برداشته شد.
شکل ۴- ۱۶٫ مدل لیگنین و سلول گیاهی که دسترسی به سلولز سخت میباشد[۸۴].
برای نانو ساختارکردن جاذب، مقداری از آن به شکل نانوژل تبدیل شد، دراین حالت ذرات کاملا یکنواخت و اندازه ذرات بسیار کوچکتر شده و حفرات از بین رفتند، شکل ۴-۱۱٫ یکنواختی را در رسیدن به جاذب نانوژل نشان میدهد. بهخوبی از روی شکل ۴-۱۶٫ میتوان دریافت که فیبرها و الیاف سلولزی در خاکشیر به صورت تنیده به هم و بافته میباشند که همان لیگنین بوده واین تنیدگی رسیدن جذبشونده را به حفرههای داخلی سخت میکند. شکل ۴-۱۵ و ۴-۱۶ الیاف سلولزی را که به صورت منظم و همچون پارچه بافته شده در کنار هم قرار گرفتهاند با بزرگ نمایی ۶هزار برابر را نشان میدهد. بعد از اسید دار کردن جاذب، همانطور که در شکل ۴-۱۸٫ و ۴-۱۹ مشاهده میشود، مقداری از لیگنین جاذب از بین رفت واین عامل نیز در جذب بهتر تأثیر گذار شد. با نانو ساختارکردن جاذب، دسترسی آسان جاذب و جذبشونده به هم میسر شد.
شکل ۴- ۱۷٫ الیاف سلولزی که به صورت منظم در کنار هم قرار گرفتهاند با بزرگ نمایی۲٫۵K
شکل ۴- ۱۸٫ الیاف سلولزی که به صورت منظم و همچون پارچه بافته شده در کنار هم قرار گرفتهاند با بزرگ نمایی۶K
شکل ۴- ۱۹٫ تصویر میکروسکوپ الکترونی جاذب نوع اول، بعد از ازاینکه توسط ماده افزودنی اسید کلریدریک ۱مولار و زمان ماند ۱ ساعت به همراه همزن مغناطیسی با دور rpm 360 خوابانده شد، با بزرگ نمایی ۳۵۰ برابر
شکل ۴- ۲۰٫ تصویر میکروسکوپ الکترونی جاذب نوع اول، بعد از ازاینکه توسط ماده افزودنی اسید کلریدریک ۱مولار و زمان ماند ۱ ساعت به همراه همزن مغناطیسی با دور rpm 360 خوابانده شد، با بزرگ نمایی K 1.5
آزمایش FTIR برای بررسی گونههای موجود در ساختمان شیمیایی جاذب
ساختمان جاذب تهیه شده از طریق طیف FTIR بررسی شد. طیف سنج FTIR اطلاعات مهمیدرباره گونهها و بنیانهای موجود در ساختار پلیمر زیستی و انواع کامپوزیتها ارائه میدهد. نتایج طیف سنجیها در شکلهای ۴-۱۰٫ تا ۴-۱۲٫ نشان داده شده اند، تمامیطیفها در محدوده cm-1 ۴۰٠٠-۵٠٠ بررسی شدند. از روی اطلس FTIR مواد میتوان تمامیپیکها را شناسایی کرده و دسته بندی کرد.
۳نمونه از جاذب مورد تست FTIR قرار گرفت که که عبارت بودند از: