سید علی جوهری

در این مطالعه هدف اصلی طراحی و ساخت فیلتر تصفیه آب آشامیدنی مبتنی بر مواد نانو ساختار جهت حذف سختی، فلزات سنگین و میکروارگانیسم ها می باشد. در این راستا زئولیت طبیعی کلینوپتیلولیت جهت حذف سختی از آب آشامیدنی در دو سیستم ناپیوسته و پیوسته مورد استفاده قرار گرفت. در ادامه از نانو ذرات نقره تثبیت شده بر روی زئولیت طبیعی کلینوپتیلولیت به عنوان عامل ضد باکتریایی استفاده شد و اثر ضدباکتریایی آن در حذف باکتری گرم منفی اشرشیاکلی و گرم مثبت استافیلوکوکوس اورئوس از آب آشامیدنی مورد بررسی قرار گرفت. عملکرد ضد باکتری به سه روش محدوده بازدارندگی رشد، بازدارندگی داخل لوله و در سیستم پیوسته بررسی شد. در ادامه ماده میان حفره سیلیکاتی MCM-41 با استفاده از سیلیس استخراج شده از پوسته برنج سنتز و با استفاده از گروه عاملی3 –آمینوپروپیل تری متوکسی سیلان، آمین دار و در نهایت با استفاده از پودر تری کلریدآهن شش آبه آهن دار شد. در ادامه پودرMCM-41 آهن دار در سیستم ناپیوسته جهت حذف آرسنیک مورد بررسی قرار گرفت. در ادامه گوی های شیشه ای پوشش داده شده با MCM-41 آهن دار برای حذف آرسنیک در سیستم پیوسته بررسی شد. شرایط بهینه برای جذب کلسیم، منیزیم، سختی کل و آرسنیک با استفاده از بهینه سازی عددی نرم افزار بدست آمد که برای کلسیم، منیزیم و سختی کل pH اولیه محلول 8، دوز جاذب g.L-1 12، غلظت اولیه کلسیم mg.L-1 50 و غلظت اولیه منیزیم mg.L-1 50.05، کارایی جذب برای کلسیم 38.43%، برای منیزیم 37.53% و برای سختی کل 38.09% و مطلوبیت 0.925 می باشد. همچنین برای آرسنیک pH اولیه محلول 5، دوز جاذب g.L-1 1.01، غلظت اولیه آرسنیک mg.L-1 25.88، کارایی جذب 88.54 و مطلوبیت 0.758 می باشد. بررسی سنتیک جذب نشان داد سرعت فرایند جذب کلسیم، منیزیم و سختی کل بر روی جاذب زئولیت کلینوپتیلولیت از مدل سنتیکی شبه مرتبه اول پیروی می کند. همچنین جذب آرسنیک بر روی جاذب MCM-41-NH2-Fe3+ از مدل سنتیکی شبه مرتبه دوم پیروی می کند. بررسی ایزوترم های جذب نشان داد که حذف کلسیم، منیزیم و سختی کل از مدل لانگمیر پیروی می کند و حذف آرسنیک از هر دو مدل لانگمیر و فروندلیچ پیروی می کند. بررسی ترمودینامیک جذب نشان داد که واکنش جذب کلسیم، منیزیم، سختی کل و آرسنیک گرماده (مقادیر ΔH° منفی) و برگشت ناپذیر (مقادیر ΔS°) می باشد. همچنین مقادیر ΔG° منفی بیانگر