دفاعیه دکترا در دانشکده مهندسی شیمی، نفت و گاز

مهندس سعید نائینی محمدی دانشجوی دوره دکتری مهندسی شیمی، به صورت حضوری در ساعت ۸:۳۰ روز دوشنبه ۳ بهمن ماه ۱۴۰۱، کلاس ۱۳۰ در دانشکده مهندسی شیمی، از رساله خود با عنوان " جداسازی آلاینده  دیکلوفناک سدیم از محیط مایع  توسط نانوساختار سوزنی برپایه اکسید منگنز در فرایند جذب سطحی " با راهنمایی آقای دکتر احمد رهبر کلیشمی دفاع خواهد نمود.

 
چکیده
هدف از انجام این تحقیق سنتز نانوساختارهای سوزنی برپایه اکسید دوتایی آهن-منگنز  و بررسی عوامل مؤثر بر مورفولوژی نانو سوزن‌ها و خصوصیات فیزیکی وشیمیایی نانو جاذب از قببل مساحت سطح مخصوص ،گروهای عاملی به‌منظور استفاده در فرایندهای جداسازی آلاینده دارویی دیکلوفناک سدیم ازمحیط مایع است.از بین  داروهای مصرفی،مسکن‌ها پس از آنتی بیوتیک‌ها  پر مصرف ترین داروها هستند.دیکلوفناک سدیم یک داروی ضد التهابی وغیر استروئیدی هست که در درمان بسیاری از بیماریها استفاده می‌شود. در ابتدا تأثیر عوامل مؤثر در مرحله سنتز با روش همرسوبی بر روی مورفولوژی سوزنی   به‌وسیله به‌کارگیری طراحی آزمایش تاگوچی ۹L مورد مطالعه قرار گرفت و بعد از بررسی ساختارهای سنتز شده مجدداً مراحل سنتز با در نظر گرفتن عامل مهمتری به نام زمان واکنش  جهت بدست آوردن ساختارهای سوزنی با مورفولوژی بهتر و مساحت سطح بیشتر تکرار گردید. خصوصیات مختلف ذرات ازجمله مورفولوژی، خواص فیزیکی و شیمیایی به‌وسیله آزمون‌های FESEM، EDX، XRD، ، FTIR، BET، و پتانسیل زتا مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج آنالیز‌های مشخصه‌یابی نمونه بهینه شده نشان داد که  که افزایش نسبت اولیه واکنش دهنده‌ها به همراه زمان واکنش در دمای مطلوب تأثیر بسزایی در مساحت سطح مخصوص ،اندازه متوسط حفره‌ها و حجم کل حفرات داشته است که با توجه به کاربرد نانوساختار سوزنی سنتز شده در فرایند جذب سطحی  از اهمیت بالایی جهت افزایش ظرفیت جذب، برخوردار می‌باشد.جهت مقایسه وشناخت بیشتر وجه تمایز  مورفولوژی نانوساختار سوزنی،با تغییراتی در فرایند سنتز،  ساختار مدل صاف بر پایه اکسید دوتایی آهن-منگنز  سنتز گردید.  با مقایسه نتایج مشخص یابی شامل مشخص گردید که  ساختار سنتز شده در مدل صاف در محدوده طول موج ۷۹۰تا ۹۰۰  فاقد طیف نشان دهنده پیوند FeO-OH (گوتتیت)است.همجنین نتایج آنالیز‌های طیف سنجی پراش پرتوی ایکس و مساحت سطح مخصوص در مدل‌های مختلف نانوساختارهای سوزنی سنتز شده نشان می‌دهد که  مقدارمساحت سطح مخصوص با افزایش درصد کریستالی سوزن‌ها  در یک  نسبت مواد اولیه ثابت ،افزایش می‌یابد. همچنین  نتایج آنالیز مساحت سطح مخصوص  در دو مدل صاف وسوزنی نشان می‌دهد که نانوساختار سوزنی بدیع وبهینه شده  دارای مساحت سطح مخصوص۱۹۸ متر مربع بر گرم با متوسط سایزسایزحفره‌ها ۵ نانومتر می‌باشد که در مقایسه با مدل صاف با مساحت سطح مخصوص ۱۸ مترمربع بر گرم ومتوسط سایز حفره ۱۵ متمایز است.  نانوساختار سوزنی فوق با دوز ۰۳/۰ گرم در غلظت ۶۰ میلی گرم بر لیتر دیکلوفناک ،۵/۴=pH ، دمای ۲۵ درجه سانتیگراد وزمان ۳ ساعت به میزان ۳/۸۳%از دیکلوفناک سدیم را در فرایند جذب بسته حذف کند که در مقایسه نتایج با مدل صاف سنتز شده بسیار بالاتر می‌باشد.آزمایش‌های تعادل جذب نشان می‌دهد که جذب دیکلوفناک  بر روی نانوساختار سوزنی وصاف  بیشتر از مدل لانگمویروفروندلیچ  تبعیت می‌کند و ماکزیمم ظرفیت جذب  دیکلوفناک  با نانوساختار سوزنی و صاف به ترتیب ۵/۱۲۶و۲۵/۶۶ میلی گرم بر گرم  می‌باشد.فاکتور PH در عملکرد فرایند جذب نقش مهمی داشته است.سطح جاذب در بالاتر از نقطه صفر الکتریک دارای بار منفی است ودر پایین‌تر ازنقطه صفر الکتریک دارای بار مثبت است.با توجه به نقطه صفر الکتریک هر دو جاذب در محدوده ۷/۷ تا ۸/۷ و PKa دیکلوفناک سدیم(۲/۴) مکانسیم جذب در pH های پایین‌تر با برهمکنش الکترواستاتیکی مابین گروه عاملی دیکلوفناک سدبم COO-  و بار مثبت سطح جاذب ودر مدل نانوساختار سوزنی تشکیل کمپلکس ما بین نانوسوزنها(هیدروکسید اکسید آهن )وگروه عاملی در دیکلوفناک سدیم تشریح می‌گردد. 
واژه¬های کلیدی: نانوساختار سوزنی-سنتز -مورفولوژی-مدل صاف-جداسازی-دیکلوفناک سدیم –فرایند جذب سطحی بسته