1,798 views
پیشینه تحقیق رنگزا و طبقهبندی مواد رنگزا و انواع روشهای حذف مواد از آب دارای ۴۹ صفحه می باشد فایل پیشینه تحقیق به صورت ورد word و قابل ویرایش می باشد. بلافاصله بعد از پرداخت و خرید لینک دنلود فایل نمایش داده می شود و قادر خواهید بود آن را دانلود و دریافت نمایید . ضمناً لینک دانلود فایل همان لحظه به آدرس ایمیل ثبت شده شما ارسال می گردد.
۱- مقدمهای بر آلایندههای آب ۶
-۲- رنگ ۶
۲-۱- رنگزا، رنگینه و رنگدانه ۷
۲-۲- طبقهبندی مواد رنگزا ۸
۲-۲-۱- طبقهبندی مواد رنگزا طبق ساختار شیمیایی ۸
۲-۲-۱-۱- مواد رنگزای آزو ۸
۲-۲-۱-۲- مواد رنگزای آنتراکینون ۹
۲-۲-۱-۳- مواد رنگزای ایندیگوئید ۹
۲-۲-۲- طبقهبندی مواد رنگزا طبق کاربرد ۱۰
۲-۲-۲-۱- مواد رنگزای گروه اول ۱۰
۲-۲-۲-۱-۱- مواد رنگزای اسیدی ۱۰
۲-۲-۲-۱-۲- مواد رنگزای مستقیم ۱۱
۲-۲-۲-۱-۲-۱- رنگزای آبی مستقیم ۱۹۹ ۱۱
۲-۲-۲-۱-۳- مواد رنگزای بازیک ۱۱
۲-۲-۲-۱-۴- مواد رنگزای دیسپرس ۱۲
۲-۲-۲-۲- مواد رنگزای گروه دوم ۱۳
۲-۲-۲-۲-۱- مواد رنگزای گوگردی ۱۳
۲-۲-۲-۲-۲- مواد رنگزای خمی ۱۳
۲-۲-۲-۲-۳- مواد رنگزای آزوئیک ۱۳
۲-۲-۲-۲-۴- مواد رنگزای اینگرین ۱۴
۲-۱-۲-۲-۲-۲-۵- مواد رنگزای اکسیداسیون ۱۴
۲-۲-۲-۲-۶- مواد رنگزای راکتیو ۱۴
۲-۲-۲-۲-۷- مواد رنگزای کرومی (مواد رنگزای دندانهای) ۱۵
۲-۲-۲-۲-۸- پیگمنت ها ۱۵
۳- انواع روشهای حذف مواد از آب ۱۶
۳-۱- روش شیمیایی ۱۶
۳-۲- روش فیزیکی ۱۶
۳-۳- روش بیولوژیکی ۱۶
۳-۴- انواع روش جهت حذف رنگ از پساب ۱۶
۳-۴-۱- روش بیولوژیکی ۱۶
۳-۴-۲- روشهای شیمیایی ۱۷
۳-۴-۲-۱- روش الکتروشیمیایی ۱۷
۳-۴-۲-۲- روش انعقاد و لخته سازی ۱۷
۳-۴-۲-۳- روش اکسیداسیون ۱۷
۳-۴-۲-۳-۱- اکسیداسیون با ازن ۱۷
۳-۴-۲-۳-۲- استفاده از فرآیندهای فوتولیز و اولتراسونولیز ۱۸
۳-۴-۲-۳-۳- اکسیداسیون با فرآیندهای فوتوفنتون ۱۸
۳-۴-۲-۴- روش تصفیه الکتروکواگولاسیون ۱۸
۳-۴-۳- روشهای فیزیکی ۱۸
۳-۴-۳-۱- جذب سطحی ۱۸
۳-۴-۳-۲- تئوری جذب سطحی ۱۸
۳-۴-۳-۳- عوامل مؤثر برجذب سطحی ۱۹
۳-۴-۳-۳-۱- اختلاط ۱۹
۳-۴-۳-۳-۲- خواص و نوع جاذب ۱۹
۳-۴-۳-۳-۳- اندازه ذرات جذبشونده ۱۹
۳-۴-۳-۳-۴- PH ۱۹
۳-۴-۳-۳-۵- وزن مولکولی ۱۹
۳-۴-۳-۳-۶- دما ۲۰
۳-۴-۳-۳-۷- نیروهای کنترل کننده جذب سطحی ۲۰
۳-۴-۳-۴- حذف رنگ با استفاده از کربن فعال ۲۱
۳-۴-۳-۵- حذف رنگ توسط جاذب کیتوسان ۲۱
۴- نانو جاذب ۲۱
۵-کامپوزیت ۲۲
۶-نانوکامپوزیت ۲۲
۶-۱- طبقهبندی نانوکامپوزیت ها ۲۲
۶-۱-۱- نانوکامپوزیت های پایه پلیمری ۲۲
۶-۱-۳- نانوکامپوزیت های پایه فلزی ۲۳
۷-نانولولههای کربنی ۲۳
۷-۱- انواع نانولولههای کربنی ۲۵
۷-۱-۱- نانولوله کربنی تک جداره ۲۵
۷-۱-۲- نانولوله کربنی چند جداره ۲۷
۷-۱-۳- فولرایت ۲۷
۷-۱-۴- متخلخل یا حلقهای (NanoTorus) ۲۷
۷-۱-۵- ساختارهای غیر ایده آل ۲۷
۷-۲- خواص نانولولهها ۲۸
۷-۲-۱- واکنشپذیری شیمیایی ۲۸
۷-۲-۲- استحکام و مقاومت ۲۹
۷-۲-۳- خواص حرکتی ۳۰
۷-۲-۴- خواص الکتریکی ۳۰
۷-۲-۵-خواص حرارتی ۳۱
۷-۲-۶-تأثیر نقایص بر خواص ۳۱
۷-۲-۷رفتار الاستیکی نانولوله ۳۱
۷-۳- روشهای ساخت ۳۲
۷-۳-۱- مکانیزم رشد ۳۳
۷-۳-۲-روش تخلیه قوس الکتریکی ۳۳
۷-۳-۳-تبخیر لیزری ۳۴
۷-۳-۴-رسوب بخار شیمیایی (CVD) ۳۵
۷-۳-۵-سایش از طریق آسیاب گلولهای ۳۶
۷-۴- خالصسازی نانولولههای کربنی ۳۷
۸- پلی آنیلین ۳۸
۸-۱- معایب پلی آنیلین ۳۹
۸-۲- تحقیقات انجامشده با کامپوزیتهای بر پایه پلی آنیلین ۳۹
۸-۳- مقایسه پذیری روشها ۳۹
منابع و مآخذ ۴۰
اکبری، آ.، ۱۳۹۱، رنگرزی الیاف پروتئینی با رنگینه های شیمیایی،انتشارات دانشگاه کاشان، ص ۶ تا ۱۶٫
بارو، گ.م.، ۱۳۸۸، شیمی فیزیک، جلد اول، مرکز نشر دانشگاهی، انتشارات دانشگاه تهران، ص۷۸ تا۸۵٫
بدیعی، خ.، یوسفی لیمائی، ن.، تهرانی بقاء، ع.، شفائی تنکابنی، س.، ض،. ۱۳۸۳، بهکارگیری روش طراحی آزمایش تاگوچی جهت بهینهسازی شرایط رنگبری از پسابهای نساجی با استفاده از جاذب طبیعی پوست پرتقال. نهمین کنگره ملی مهندسی شیمی ایران، دانشگاه علم و صنعت ایران، ص ۲۹۱۵ تا ۲۹۲۱٫
تهرانی بقاء، ع.، محمودی، نم.، آرامی، م.،۱۳۸۷، بررسی عوامل مؤثر بر رنگبری پساب حاوی رنگزای راکتیو مشکی ۵ به روش ازن دهی، علوم و فناوری رنگ، ص ۶۷ تا ۷۵٫
حمیدیان، ه.، محمدی، س.ض.، ۱۳۹۰، شیمی و تکنولوژی رنگ، انتشارات دانشگاه پیام نور، ص ۵۸ تا ۶۹٫
خلیلی، ب.، ۱۳۸۶، جداسازی و بازیابی یون کروم از فاضلاب صنعتی با استفاده از جاذبهای مختلف، انتشارات دانشگاه مازندران، بابلسر، ص ۲۱ تا ۴۹٫
رحمانی آهرنجانی، ر.، ۱۳۸۷، مقدمهای بر نانوکامپوزیت ها و نانولوله ها، انتشارات نشر کتاب دانشگاهی، چاپ اول ، ص ۳۴۴٫
سیدی، س.، ر.، ۱۳۹۰، حذف رنگزای بنفش کریستال از محلولهای آبی با استفاده از برگ گزنه، فصلنامه شیمی کاربردی، اندیشه علوم، شماره ۲۱، ص ۶۱٫
شکوه فر، ع.، ۱۳۸۴، مقدمهای بر نانو تکنولوژی، انتشارات مرکز فرهنگی نشر گستر، چاپ اول، ص ۳۱۸٫
غلامی، م.، جنیدی، آ.، محمودی، ن.م.، دالوند، آ.، ۱۳۸۸، بررسی کارآیی فرآیند الکتروکواگولاسیون جهت حذف رنگزای راکتیو قرمز ۱۹۸ از فاضلاب، دوازدهمین همایش بهداشت محیط ایران دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی دانشکده بهداشت، تهران، ص ۲۳۵٫
محمودی، ن.، م.، رعیت طاری، ک.، ح.، برهانی، ش.، آرامی، م.، نورمحمدیان، ف.، ۱۳۸۷، رنگبری پساب رنگی حاوی رنگزای آزوی اسیدی با فرآیند فوتوفنتون عوامل عملیاتی و بررسی مقایسه ای. نشریه علوم و فناوری. شماره۲، ص ۳ تا ۴۰٫
امروزه به دلیل رشد فزاینده جمعیت وگسترش روزافزون واحدهای صنعتی و با توجه به محدود بودن منابع آب، تولید پسابهای صنعتی و آلودگی منابع آبی یکی از مشکلات مهم اجتماعی و اقتصادی محسوب میشود[۸۰،۱۲،۵۴،۸۸]. تخلیه پسابهای رنگی و غیر رنگی صنایع مختلف مانند، نساجی، کاغذسازی، آرایشی و بهداشتی، کشاورزی، پلاستیک و چرم، معضلات زیستمحیطی شدیدی را به وجود میآورد[۷۱،۶۲]. از میان صنایع مختلف صنعت نساجی در سالهای اخیر گسترش روزافزونی داشته است. تحقیقات نشان میدهد که سالانه حدود ۴۰ میلیون تن منسوجات در جهان تولید میشود که پساب تولیدی این صنایع حدود ۴ تا ۸ میلیون مترمکعب در سال میباشد[۲۴،۱۰۹،۷۰]. این پسابها حاوی مواد رنگزای شیمیایی هستند که در مقابل فرآیندهای تجزیه بیولوژیکی مقاوم هستند. وجود رنگزا در پساب، مانع نفوذ نور خورشید به داخل آب میشود و سرعت فرآیندهای فتو سینتیک در آبهای سطحی کاهش مییابد. علاوه بر آن اکثر رنگهای مصرفی نساجی منشا آلی داشته و عمدتاً از نمکهای دی آزو، فتالوسیانین و آنتراکینون که دارای حلقه بنزن است، تهیه میشوند که بسیاری از این رنگزا ها دارای اثرات سرطانزایی بوده و در بسیاری از موارد، مولد بروز جهشهای ژنتیکی در موجودات زنده هستند [۵۱،۸۱،۴۲،۳۴،۱۰۴،۱۱۰]. اغلب رنگهای مورداستفاده صنایع نساجی به دلیل ایجاد کمپلکس های قوی، غیرقابل تجزیه بیولوژیکی بوده و فرآیندهای تصفیه متداول پساب مانند انعقاد ولخته سازی، ترسیب شیمیایی روش مؤثری برای حذف آنها محسوب نمیگردد. همچنین این روشها معمولاً تولید مقادیر قابلتوجهی لجن مینمایند که مشکلات زیستمحیطی دیگری را به دنبال داشته و در غلظتهای کم، سینتیک واکنش کند بوده و میزان غلظت باقیمانده رنگ هنگام تخلیه بیشتر از حد مجاز خواهد بود[۴۵]. فرآیندهای پیشرفته نیز اغلب هزینهبر بوده و راهبری آنها نیاز به نیروی متخصص دارد. وجود چنین مشکلاتی همواره محققین را بر آن داشته که به دنبال روشهای جدید در این زمینه باشند[۹۱].
ناحیه نامرئی امواج الکترومغناطیس شامل طولموجهای محدود ۴۰۰nm تا ۸۰۰nm است. تابش پایینتر از ۴۰۰nm قابلرؤیت نیست و در ناحیه ماورای بنفش قرار دارد. تابش بالاتر از ۸۰۰nm قابلرؤیت نیست و در ناحیه مادونقرمز قرار دارد. نور سفید یعنی تابشی که تقریباً بهطور یکنواخت در گستره ۴۰۰ تا ۸۰۰nm گسترده است، چنانچه از یک منشور یا یک شبکه پراش عبور کند، به طیفهای رنگی که عبارتاند از: بنفش، نیلی، آبی، زرد، نارنجی و قرمز تجزیه میشود.
زمانی که یک سطح رنگی، بهوسیله یک دسته شعاع نور سفید روشن میشود، تعداد معینی از طولموجها جذب میشوند و نور بازتابیده که فاقد تابشهای جذبشده است، روی قسمت شبکیه یکچشم معمولی، اثر میگذارد. نتایج حاصل از تجربیات معمول نشان میدهند که، اگر یک شیء رنگی ثابت تحت تابش نورهای مختلفی مانند نور روز، لامپ بخار جیوه، نور سدیم و یا نورهای مصنوعی دیگر واقع شود رنگ ظاهری آن متفاوت مشاهده میشود.
تمام مواد رنگی، رنگینه ها و رنگدانه ها، قابلیت جذب تعدادی از تابشهای ناحیه مرئی رادارند و چنین جذبی به خواص مولکولی جسم بستگی دارد.
جدول ۱-۱ به نام مولر۱ رابطه بین تابشهای جذبشده و رنگ ظاهری جسم برای تعدادی از اجسام انتخابشده که هرکدام یک نوار باریک جذبی دارند، دادهشده است. اگر طولموجهای مربوط به رنگ دیدهشده (رنگ جسم) به تابشهای جذبشده افزوده شود، رنگ سفید به دست میآید. به جفت رنگهای دیدهشده و جذبشده رنگهای مکمل میگویند [۵].
جدول ۲-۱- رابطه بین رنگ جذبشده و رنگی که دیده میشود
طولموج nm | رنگ جذبشده | رنگ دیدهشده |
۴۰۰-۴۳۵ | بنفش | زرد- سبز |
۴۳۵-۴۸۰ | آبی | زرد |
۴۸۰-۴۹۰ | سبز- آبی | نارنجی |
۴۹۰-۵۰۰ | آبی- سبز | قرمز |
۵۰۰-۵۶۰ | سبز | ارغوانی |
۵۶۰-۵۸۰ | زرد- سبز | بنفش |
۵۸۰-۵۹۵ | زرد | آبی |
۵۹۵-۶۰۵ | نارنجی | سبز- آبی |
۶۰۵-۷۵۰ | قرمز | آبی- سبز |
یک رنگزا ترکیبی است که توانایی رنگین کردن یک بستر را دارد. تمامی مواد رنگزا، رنگینه نیستند. یک رنگینه باید در محیط استفاده (معمولاً آب) یا حداقل در زمان فرآیند بهصورت محلول باشد. رنگینه ها معمولاً نسبت به کالا دارای تمایل بوده و از محلول آبی جذب کالا میشوند. از طرف دیگر، رنگدانه ها مواد رنگزایی هستند که ذرات آن بهصورت نامحلول است و هیچ تمایلی به کالا ندارند. این مواد رنگزا دارای اندازه بزرگ بوده و قادر به نفوذ نیستند، لذا روی سطح کالا قرار میگیرند و درصورتیکه هیچگونه چسبندگی روی کالا نداشته باشند، بهراحتی از سطح کالا جدا میشوند. در بیشتر فرآیندهای رنگرزی، ابتدا انتقال ترکیب شیمیایی رنگینه از محلول رنگینه به روی سطح لیف اتفاق میافتد؛ این فرآیند جذب سطحی نامیده میشود. رنگینه ممکن است از محلول به آهستگی به داخل لیف نفوذ کند.
درنتیجه فرآیند نفوذ، انتقال رنگینه به داخل منافذ لیف یا در بین زنجیرههای پلیمری بسته به ساختار داخلی لیف صورت میگیرد. بهطور کل، فرآیند جذب سطحی و نفوذ رنگینه به داخل لیف، جذب عمقی یا Absorption گفته میشود. جذب عمقی یک فرآیند برگشتپذیر است، لذا رنگینه میتواند طی فرآیند شستشو از لیف به سمت محلول خارج شود. این فرآیند را واجذب یا Desorption گویند. علاوه بر پدیده جذب مستقیم، رنگینه ممکن است در داخل لیف، حبس فیزیکی یا رسوب شود یا ممکن است با لیف واکنش شیمیایی دهد. دیدهشده است درصورتیکه رنگینه در داخل لیف بهصورت دو حالت اخیر باشد، ثبات رنگینه در فرآیند شستشو بهتر و فرآیند برگشتناپذیر است.
بهمنظور نفوذ به داخل لیف، باید رنگینه ها در آب به شکل ذرات جدا از هم (تکمولکولی) باشند. این ذرات اغلب بهصورت آنیونهای رنگی مانند نمکهای سدیم سولفونیک همچون کنگو قرمز هستند. آنها همچنین ممکن است بهصورت کاتیونهای رنگی چون مووین۱ یا مولکولهای خنثی با حلالیت پایین در آب مانند رنگینه های دیسپرس باشند. رنگینه باید تحت شرایط رنگرزی نسبت به لیف تمایل داشته باشد، لذا در طی فرآیند رنگرزی، حمام رنگرزی بهتدریج از رنگینه تهی میگردد. در انتهای عمل رنگرزی گفته میشود که رنگینه نسبت به لیف تمایل و سابستنتیویته دارد و حمام رنگرزی رمق کشی۲ شده است. چهار ویژگی رنگینه ها عبارتاند از:
قدرت رنگی
حلالیت در آب در طی فرآیند رنگرزی
مقداری سابستنتیویته برای لیف
خواص ثباتی قابلقبول برای کالای رنگرزی شده [۱].
مواد رنگزا را میتوان بر اساس ساختار شیمیایی و یا نحوه کاربرد آنها طبقهبندی کرد. در یک طبقهبندی برحسب ساختمان شیمیایی، امکان حضور مواد رنگرزی که پایه شیمیایی یکسان، ولی خصوصیات کاربردی متفاوتی دارند، بسیار محتمل است و بالعکس، مواد رنگرزی که خصوصیات کاربردی یکسانی دارند، میتوانند پایههای شیمیایی متفاوتی داشته باشند. استفاده از هر یک از این دو روش طبقهبندی، متناسب با نوع بحث بر روی مواد رنگزا صورت میپذیرد [۱].
مواد رنگزا طبق ساختار شیمیایی به گروههای مواد رنگزای آزو، آنتراکینون، ایندیگوئید، تری آریل متان، پلی متین، فتالوسیانین، نیترو، نیتروز و دیگر مواد رنگزایی که در هیچیک از طبقات فوق نمیگنجد، تقسیمبندی شده است. در اینجا بهطور مختصر درباره هر یک از این طبقات شرح داده خواهد شد [۱].
مواد رنگزای آزو ازلحاظ تجاری، مهمترین طبقات مواد رنگزا هستند که تقریباً بیش از ۵۰% کل مجموع مواد رنگزای تولیدشده در جهان را تشکیل میدهند؛ همچنین بیشترین تعداد از مواد رنگزای مطالعه شده و بیشترین حجم از مقالات، مربوط به این طبقهاند و به دو دلیل، دارای اهمیت ویژهای هستند:
دارای قدرت رنگی زیادی هستند (قدرت رنگی مواد رنگزای آزو حدود دو برابر بیشتر از مواد رنگزای آنتراکینون است).
از مواد واسطهای ساخته میشوند که بهآسانی تهیه میشوند، بهخصوص که دامنه وسیع این مواد واسطه سبب میشود که فامهای متنوع رنگی ایجاد شود.
شکل ۲-۱، نمایش ساده از ساختار شیمیایی مواد رنگزای آزو را نشان میدهد که در آن R و´Rمعمولاً ترکیبات آروماتیکاند.
R-N=N-R
برحسب تعداد گروههای آزو موجود در ساختار رنگینه ها به مونو، بیس، تریس و پلی آزو تقسیم میشوند [۱].
مواد رنگزای آنتراکینونی بعد از مواد رنگزای آزو، مهمترین طبقه از مواد رنگزا هستند. در مقایسه با مواد رنگزای آزو که هیچ همتای طبیعی ندارند، عامل رنگزای (ریشه یا کروموژن) همه مواد رنگزای قرمز طبیعی مهم، بر اساس بنیان آنتراکینون است. معروفترین آنها «آلیزارین» بانام علمی ۱ و ۲-دی هیدروکسی آنتراکینون است. درواقع، این دسته از مواد رنگزا به دلیل خواص ثباتی خوب بهخصوص ثبات در برابر نور مشهور شدهاند.
دلیل اساسی که این مواد رنگزا ازنظر تجاری کمتر گسترشیافتهاند، ارزانی قیمت و سادگی سنتز مواد رنگزای آزو بوده است. مواد رنگزای آنتراکینونی تجاری مهم، همگی مشتقات ۹ و ۱۰ آنتراکینون با ساختمان زیر هستند که خود دارای رنگ زرد کم شدت میباشد.
مواد رنگزا بهوسیله گروههای الکترون دهنده در یک موقعیت آزاد ۸ یا چند موقعیت مخصوصاً ۱ و ۴ و ۵ و ۸ بهدستآمدهاند. گروههای آمینو، آلکیل، آریل آمینو، هیدروکسی و آلکوکسی، ازجمله استخلافات مهم آنتراکینون ها هستند [۱].
مواد رنگزای ایندیگوئید، بهوسیله یک فرآیند محلول سازی (حل کردن رنگینه به کمک یک مادر احیاکننده در محیط قلیایی قبل از رنگرزی) بر روی الیاف بهکاربرده میشود. آنها ازلحاظ تاریخی، دارای اهمیت ویژهای هستند، زیرا نیل از قدیمیترین مواد رنگزای شناختهشده است. امروزه، نیل یکی از مهمترین مواد رنگزای طبیعی است که هنوز هم در رنگرزی کالای نساجی به کار میرود. نیل بر روی الیاف سلولزی، رنگ آبی میدهد و خواص ثباتی عالی دارد. فرمول ساختاری آن بهصورت زیر میباشد [۱].
طبقهبندی مواد رنگزا همانطور که در کتاب مرجع رنگ ثبتشده، بهجز یک مورد تماماً برحسب نوع کاربرد تنظیمشده است. مواد رنگزای مصرفی در نساجی به دو گروه اصلی و هر گروه به چند شاخه فرعی تقسیمشدهاند. منظور از این تقسیمبندی این است که روی خصوصیات ویژه و معینی در ارتباط با عملکرد عمومی رنگرزی و ثبات در برابر عملیات شستشو تأکید شود [۱].
تمامی مواد رنگرزی در این گروه، در آب محلولاند، بهجز مواد رنگرزی دیسپرس که خیلی جزیی محلول است. مواد رنگرزی بهوسیله یک فرآیند برگشتپذیر از یک محلول مایع جذب لیف میشوند. این طبقه از مواد رنگزا نمیتوانند حداکثر ثبات را در مقابل عملیات شستشو داشته باشند. طبقات مواد رنگرزی در این گروه عبارتاند از: مواد رنگزای اسیدی، مواد رنگزای بازیک، مواد رنگزای مستقیم و مواد رنگزای دیسپرس، که هر یک بهطور خلاصه شرح داده میشوند [۱].
۱ Moler
۱ Mauveine
۲ Exhausted
تمامی فایل های پیشینه تحقیق و پرسشنامه و مقالات مربوطه به صورت فایل دنلودی می باشند و شما به محض پرداخت آنلاین مبلغ همان لحظه قادر به دریافت فایل خواهید بود. این عملیات کاملاً خودکار بوده و توسط سیستم انجام می پذیرد. جهت پرداخت مبلغ شما به درگاه پرداخت یکی از بانک ها منتقل خواهید شد، برای پرداخت آنلاین از درگاه بانک این بانک ها، حتماً نیاز نیست که شما شماره کارت همان بانک را داشته باشید و بلکه شما میتوانید از طریق همه کارت های عضو شبکه بانکی، مبلغ را پرداخت نمایید.
ارسال نظر