مطالعه جذب سطحي يون مس(II) بر روي هيدروژل زيست-نانوكامپوزيت برپايه نشاسته-پلي(كوپليمر آكريل آميد و آكريليك اسيد)/گرافن اكسايد

Study of adsorption of cationic Cu2+ on starch-poly (Am-co-AA)/GO bio-nanocomposite hydrogels

اين پروژه به مطالعه جذب و حذف كاتيون‌هاي مس از محلول‌هاي آبي با استفاده از هيدروژل بيو-نانوكامپوزيت نشاسته-پلي(كوپليمر آكريل آميد و آكريليك اسيد)/گرافن اكسايد مي‌پردازد. هيدروژل بيو-نانوكامپوزيت از پليمريزاسيون راديكالي بيوپليمر نشاسته با مونومر هاي وينيلي آكريل آميد(Am) و آكريليك اسيد (AA)با كراسلينكر N,N-متيلن بيس آكريل آميد(MBA) در حضور نانو شيت-هاي گرافن اكسايد بدست‌آمد. نانوبيو-كامپوزيت بدست‌آمده با تكنيك‌هاي XRD، FT-IR، FE-SEM، TEM و TGA مورد بررسي قرار‌گرفت. اثر pH بر جذب، اثرات زمان بر جذب، غلظت اوليه مس و اثر دما بر فرآيند جذب كاتيون‌هاي مس مورد بررسي قرار‌گرفت. نتايج بدست آمده از آزمايشات صورت گرفته بر حذف و جذب كاتيون‌هاي مس، بترتيب بشترين حذف در pH =5 / 5، با گذشت زمان مقدار جذب افزايش يافت، ايزوترم جذب از مدل لانگموير و پارامتر‌هاي ترموديناميكي يك فرآيند جذب گرماگير و خودبه خودي را نشان مي‌دهد. همچنين مقدار جذب متناسب با مقدار گرافن اكسايد افزايش نشان داد. بعلاوه آن چون انتالپي جذب بين 20-80 (KJ/mol) است درنتيجه فرايند حذف و جذب يك فرايند الكترواستاتيكي است.

This project studies the absorption and removal of copper cations from aqueous solutions by starch-poly (acry-lamide-co-acrylic acid) / graphene oxide hydrogel bio-nanocomposites. The bio-nanocomposite hydrogel was obtained from a radical polymerization of the starch biopolymer with vinyl acrylamide (Am) and acrylic acid (AA) monomers with N,N-methylenebisacrylamide (MBA) in the presence of graphene oxide nanosheets (GO). The bio-nanocomposites were investigated by XRD, FT-IR, FE-SEM, TEM and TGA techniques. The effect of pH on adsorption, effects of time on adsorption, the initial concentration of copper ions and effect of temperature on the adsorption process on copper ions were investigated. The results which obtained from the experiments on the removal and absorption of copper ions were shown the maximum adsorption at pH =5 / 5, the adsorption increased by increasing the time, the equilibrium adsorption process flowed by Langmuir isotherm model and according to thermodynamic parameters, the adsorption of Cu2+ on bio-nanocomposite hydrogels occurred endothermic process and spontaneously, respectively. Also, the amount of adsorption increases proportionally to the amount of GO. Additionally, because of the enthalpy of absorption between 20-80 (KJ / mol), as a result, the process of removal is an electrostatic process