استفاده از نانو الیاف پلیمری الکتروریسی آغشته به لیگاند جاذب برای تعیین مس در آب شهرستان اراک

نوع مقاله: علمی-پژوهشی

نویسندگان

1 باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، دانشگاه آزاد اسلامی واحد اراک، اراک، ایران

2 گروه شیمی تجزیه، دانشگاه آزاد اسلامی واحد اراک، اراک، ایران

چکیده

در این پژوهش، نانوالیاف با استفاده از الکتروریسی محلول پلی استایرن در حلال DMF / THF تولید شد. پارامترهای مهم مانند ولتاژ، فاصله بین تزریق و جمع کننده، سرعت تزریق، غلظت پلی استایرن و سرعت چرخش جمع کننده در روش الکتروریسی بهینه سازی شد. نتیجه ­ها نشان داد که در بازه ­ی معین، با افزایش ولتاژ، فاصله الکتروریسی زیاد، شدت جریان تزریق پایین و سرعت بالای جمع کننده، نانو الیافی دارای ساختار زنجیری منظم و قطر کم­تر به دست می ­آید. در شرایط بهینه، الیاف پلی استایرنی دارای قطر میانگین nm 102-70 بودند. جاذب پلی استایرن با دی تیزون اصلاح شد. با انتخاب بهترین شرایط، نانو الیاف پلی استایرن اصلاح شده با قطر میانگین nm 126-73 تولید شد. نانوالیاف پلی استایرنی تولید شده، برای پیش تغلیظ مس در نمونه پساب مورد استفاده قرار گرفت. پارامترهای اثرگذار در استخراج همانند مقدار جاذب، pH، نوع و حجم حلال شوینده و مقدار نمک، به روش تک متغیره بررسی و بهینه شد. با توجه به نتیجه ­ها، شرایط بهینه عبارتند از: مقدار فاز جامد:g 006/0، 7pH=، حلال شوینده: محلول استونیتریل با حجمmL 7/0، نمک پتاسیم نیترات g3/1. این روش روی نمونه­ های حقیقی استفاده شد و نتیجه­های خوبی به دست آمد. فاکتور تغلیظ بالا و حد تشخیص خیلی خوب این روش از جمله نکته ­های برجسته آن می باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Ulrich A.M., Dahoun B., G'Sell A., Spherulitic Morphology of Isotactic Polypropylene Investigated by Scanning Electron Microscopy, Polymer.(P), 34(23):4817-4825 (1993).

[2] Baumgarten P.K., Electrostatic Spinning of Acrylic Microfibers, J. Colloid. Interf. Sci. (JCIS), 36:75-79 (1971).

[3] Benicewicz B.C., Hopper P.K., Polymers for Absorbable Surgical Sutures, J. Bioact. Compat. Polym.(JBCP), 6:64-94 (1991).

[4] Nasouri K., Bahrambeygi H., Rabbi A., Shoushtari A.M., Kaflou A., Modeling and Optimization of Electrospun PAN Nanofiber Diameter Using Response Surface Methodology and Artificial Neural Networks, Applied Polymer Science.(APS), 126:127-135 (2012).

[5] Sabetzadeh N., Bahrambeygi H., Rabbi A., Nasouri K., Thermal Conductivity of Polyacrylonitrile Nanofibers Web in Various Nanofibers Diameter and Surface Densities, Micro & Nano Letter.(MNL), 7:662-666 (2012).

[6] Bahrambeygi H., Sabetzadeh N., Rabbi A., Nasouri K., Shoushtari A.M., Babaei M.R., Nanofibers (PU and PAN) and Nanoparticles (Nanoclay and MWNTs) Simultaneous Effects on Polyurethane Foam Sound Absorption, Journal of Polymer Research.(JPR), 20:74-84 (2013).

[7] Nasouri K., Shoushtari A.M., Kaflou A., Bahrambeygi H., Rabbi A., Single-Wall Carbon Nanotubes Dispersion Behavior and Its Effects on the Morphological and Mechanical Properties of the Electrospun Nanofibers, Polymer Composites.(PC), 33:1951-1959 (2012).

[8] Saeed S.M., Zandi M., Mirzadeh H., Effect of Soloution Surface Tension on Morphology of PLGA and Gelatin Electrospun Fibers, Iranian Journal of Polymer Science and Technology.(IJPST), 25:3-10 (2012).

[9] Yao C., Li X., Song, T., Fabrication of Zein/Hyaluronic Acid Fibrous Membranes by Electrospinning, J. Biomater. Sci. Polym. Ed.(JBSPE), 18(6):731-742 (2007).

[10] Chen Z., Mo X., Qing F., Electrospinning of Collagen–Chitosan Complex, Mater. Lett.(ML), 61(16):3490–3494 (2007).

[11] Um I.C., Fang D., Hsiao B.S., Okamoto A., Chu B., Electro-Spinning and Electro-Blowing of Hyaluronic Acid, Biomacromolecules.(B), 5(4):1428-36 (2004).

[12] Casper C.L., Yamaguchi N., Klick K.L., Rabolt J.F., Functionalizing Electrospun Fibers with Biologically Relevant Macromolecules, Biomacromolecules.(B), 6(4):1998-2007 (2005).

[13] Ding B., Yu J., “Electrospun Nanofibers for Energy and Environmental Applications”, Springer-verlag, Berlin (2014).

[14] Abdouss M., Musavi A., Fabrication of Chelating Diethylenetriamine Pan Micro and Nano Firbers for Heavy Metal removal, Chemical Industry and Chemical Engineering Quartetly, 18(1): 27-34 (2012).

[15] مختاری شوریجه، زهرا؛ رفیع زاده، مهدی؛ محمدی، مهرنوش؛ تهیه نانوالیاف پلی اکریلونیتریل و اصلاح شده سطحی با دی اتیلن تری آمین برای جذب کادمیم، نشریه آب و فاضلاب، 3: 12 تا 19 (1395).

[16] Huang, F., Xu, Y., Liao, Sh., Yang, D., Hsieh, Y., Preparation of Amidoxime Polyacrylonitrile Chelating Nanofibers and Their Application for Adsorption of Metal Ions, Materials, 6: 969-980 (2013)

[17] Thurman E.M., "Solid Phase Extraction: Principles and Practice", john Willeg, New york (1998).

[18] موسوی راد، سید مرتضی؛ تأثیر روش های تبادل یونی و استخراج با حلال آلی بر حذف فلزهای بالقوه سمی از فاز آبی پساب کارخانه های صنعتی، نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران، (4) 33: 43 تا 52 (1393).

[19] طلعت مهراباد، ژیلا؛ شیخلوئی، حسین؛ ارجمندی راد، فرزاد؛ اندازه گیری مقدار جزیی سرب در نمونه‌های زیست محیطی و زیستی به روش میکرو‌استخراج با یک قطره مایع یونی و اسپکتروسکوپی جذب اتمی الکتروترمال، نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران، (4) 33: 61 تا 68 (1393).

[20] Neo Y.P., Ray S., Easteal A. J., Nikolaidis M. G., Quek S. Y., Influence of Solution and Processing Parameters Towards the Fabrication of Electrospun Zein Fbers with Sub-Micron Diameter, Journal of Food Engineering.(JFE), 109: 645–651 (2012).

[21]  Tana S-H., Inai R., Kotaki M., Ramakrishna S., Systematic Parameter Study for Ultra-Fine Fiber Fabrication Via Electrospinning Process, Polymer.(P), 46:6128–6134 (2005).

[22] Shenoya S.L., Bates W.D., Frisch H.L., Wnek G.E., Role of Chain Entanglements on Fber Formation During Electrospinning of Polymer Solutions: Good Solvent, Non-Specific Polymer–Polymer Interaction Limit, Polymer.(P), 46: 3372–3384, (2005).

[23] Fong H., Chun I., Reneker D.H., Beaded Nanofibers Formed During Electrospinning, Polymer.(P), 40: 4585–4592 (1999).

[24] Ramakrishna S., Fujihara K., Teo W., Lim T., Ma Z., "An Introduction to Electrospinning and Nanofibers", World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd (2005).

[25] Andrady A.L., " Science and Technology of Polymer Nanofibers", John Wiley & Sons Inc. (2008).

[26] Son W.K., Youk J.H., Lee T.S., Park W.H., The Effects of Solution Properties and Polyelectrolyte on Electrospinning of Ultrafine Poly(Ethylene Oxide) Fbers, Polymer.(P),  45:2959–2966 (2004).

[27] Deitzel J.M., Kleinmeyer J., Harris D., Tan N.C.B., The Effect of Processing Variables on the Morphology of Electrospun Nanofibers and Textiles, Polymer.(P), 42: 261–272 (2001).

[28] Megelski S., Stephens J.S., Chase, D.B., Rabolt J.F., Micro- and Nanostructured Surface Morphology on Electrospun Polymer Fibers, Macromolecules.(M), 35: 8456 -8466 (2002).

[29] Yuan X., Zhang Y., Dong C., Sheng J., Morphology of Ultrafine Polysulfone Fibers Prepared by Electrospinning, Polymer International .(PI), 53: 1704–1710 (2004).