دفاع پایان نامه دانشجو مجتبی یگانه مقطع دکتری تخصصی رشته مهندسی بهداشت محیط  تحت عنوان "ارزیابی کارایی نانو چارچوب‌ فلز-آلی مغناطیسی (mag-MOF(Cu))  سنتز شده بر پایه مس بازیافتی از ضایعات برد الکتریکی مدارهای چاپی در تخریب فتوکاتالیستی و استخراج سموم مالاتیون و دیازینون از محیط‌های آبی" به راهنمایی سرکار خانم  دکتر میترا غلامی و مشاوره سرکار خانم دکتر روشنک رضائی کلانتری و جناب آقای دکتر مجید کرمانی مورخ 41401ساعت 8 صبح در سالن شهید رحیمی برگزار میگردد.

 چکیده :

عنوان پایان نامه: ارزیابی کارایی نانو چارچوب فلز-آلی مغناطیسی ((Cu(MOF-mag (سنتز شده بر پایه مس بازیافتی از ضایعات برد الکتریکی مدارهای چاپی در تخریب فتوکاتالیستی و استخراج سموم ماالتیون و دیازینون از محیطهای آبی

هدف: در سالهای اخیر، تولید جهانی ضایعات تجهیزات الکترونیکی و الکتریکی به میزان چشمگیری افزایش یافته است بردهای مدار چاپی جزء اصلی پسماندهای الکترونیکی میباشند که حاوی مقادیر قابل توجهی فلزات گرانبها از جمله مس هستند، بنابراین، میتوانند منبع بالقوهای برای بازیابی فلزات در نظر گرفته شوند. وجود آفت کشها در محیطهای آبی یک نگرانی جهانی محسوب میگردد. ماالتیون و دیازینون شناخته شدهترین آفت کشهایی هستند که بهطور گسترده برای کنترل حشرات و آفات استفاده میشوند. استفاده گسترده یا نامناسب از آنها منجر به آلودگی محیط زیست شده و آسیبهایی را به اکوسیستم و سالمت انسان وارد میکند. لذا هدف از این مطالعه سنتز نانو چارچوب فلز-آلی مغناطیسی ((Cu(MOF-mag (بر پایه مس بازیافتی از ضایعات برد الکتریکی مدارهای چاپی و کارایی آن در تخریب فتوکاتالیستی و استخراج سموم ماالتیون و دیازینون از محیطهای آبی بود. روش تحقیق: این مطالعه در چهار فاز انجام گردید. در فاز اول بازیابی مس از ضایعات برد الکتریکی مدارهای چاپی با استفاده از روش الکتروشیمیایی در حالت پتانسیواستاتیک )25/0 تا 35/0 ولت( انجام شد. در فاز دوم نانو چارچوب فلز-آلی مغناطیسی با مس بازیافتی از برد الکتریکی مدارهای چاپی سنتز گردید و مشخصات آن توسط آنالیزهای Vis-UV ،XRD ،SEM ،EDX ،FTIR و VSM مورد بررسی قرا گرفت. در فاز سوم استخراج ماالتیون و دیازینون در فرآیند استخراج فاز جامد مغناطیسی با استفاده از نانوکامپوزیت (Cu(MOF-mag انجام گردید. تأثیر متغیرهای تأثیرگذار شامل مقدار جاذب، pH محلول، زمان استخراج، نوع حالل واجذب و غلظت نمک مورد ارزیابی و بهینه سازی قرار گرفت. همچنین تحت شرایط بهینه بهدست آمده، کارایی روش مورد مطالعه در آنالیز کمّی آنالیتهای مورد نظر در نمونههای حقیقی ارزیابی گردید. در فاز چهارم حذف فتوکاتالیستی ماالتیون و دیازینون با استفاده از نانوکامپوزیت (Cu(MOF-mag/TiO2 انجام شد. در این فاز تاثیر متغیرهای pH ،دوز نانوکامپوزیت، غلظت اولیه ماالتیون و دیازینون، شدت نور و زمان تماس مورد مطالعه قرار گرفت. همچنین آزمایش بازیافتی، سینتیک فرآیند و کارایی فرآیند مورد مطالعه بر حذف ماالتیون و دیازینون در نمونههای واقعی تحت شرایط بهینه بررسی گردید. جهت اندازه گیری آفتکشها از دستگاه HPLC مجهز به دتکتور visible-UV استفاده گردید. یافته ها: نتایج بازیابی مس از ضایعات برد الکتریکی مدارهای چاپی نشان داد که مس فراوانترین فلز در محلول فروشویی میباشد. غلظت روی، مس، قلع، نیکل، آهن و سرب در محلول آبشویی به ترتیب 2985 ،15471 ،1285 ،3/104 ،6/3147 و 8/431 میلیگرم در لیتر بود. بر اساس نتایج، رسوبات مس بهدست آمده با روش الکتروشیمیایی در ولتاژ 25/0 ولت دارای خلوص بهتری میباشد. تصویرSEM نانوکامپوزیت (Cu(MOF-mag نشان داد که نانوذرات SiO2@Fe3O4 با موفقیت به سطح خارجی (Cu(MOF متصل شدهاند که منجر به مغناطیسی شدن آن میشود و پس از سنتز نانوکامپوزیت با ذرات TiO2 ،سطح (Cu (MOF-mag توسط ذرات کریستالی TiO2 پوشیده شده است که منجر به تشکیل سطح ناهموار میگردد. همچنین، نتایج حاصل از آنالیز FTIR و XRD سنتز نانوکامپوزیتها را تایید میکند. نتایج نشان داد که در فرآیند MSPE ،با افزایش مقادیر pH( تا 7=pH )سطح پیک برای ماالتیون و دیازینون افزایش مییابد در حالی که در pH باالتر (7> PH ،(شدت سیگنالها برای ترکیبات ذکر شده کاهش یافت. همچنین با افزایش مقدار جاذب، سیگنال آنالیتهای هدف افزایش یافت )تا 15 میلیگرم( و سپس با کاهش جزئی همراه بود. سطح پیک برای ماالتیون و دیازینون با افزایش زمان استخراج )تا 15 دقیقه( افزایش یافت و پس از آن کاهش یافت. شرایط بهینه برای روش استخراج فاز جامد مغناطیسی با استفاده از جاذب (Cu(MOF-mag در 7=pH ،مقدار جاذب 15 میلیگرم، زمان استخراج 15 دقیقه و حالل واجذب متانول بهدست آمد. تحت شرایط بهینه بهدست آمده، گسترهی خطی قابل قبولی برای ماالتیون و دیازینون به ترتیب در =0.9922) 10-500 ����g/L غلظت محدوده 2 =0.9956) 5-500 ����g/L و) R R (مشاهده گردید. حد تشخیص )LOD )و حد کمی 2 (LOQ(به ترتیب 7/3 و 10 میکروگرم بر لیتر برای ماالتیون و 9/1 و 5 میکروگرم بر لیتر برای دیازینون بهدست آمد. عالوه بر این، (Cu (MOF-mag در استخراج و تعیین ماالتیون و دیازینون در آب شهری، آب سطحی، آب چاه و فاضالب تصفیه شده با بازیابی 84 تا 5/105 درصد (%6.9–8.3 = RSDs (استفاده شد. بر اساس نتایج حاصل از فرآیند حذف فتوکاتالیستی، با افزایش pH کارایی حذف فتوکاتالیستی ماالتیون و دیازینون ابتدا افزایش و سپس کاهش یافت. با افزایش مقدار نانوکامپوزیت، راندمان حذف فتوکاتالیستی ماالتیون و دیازینون افزایش )تا 4/0 گرم بر لیتر( و سپس با افزایش دوز نانوکامپوزیت کاهش یافت. با افزایش غلظت اولیه ماالتیون و دیازینون کارایی حذف و ضریب ثابت سینتیکی درجهی یک کاهش یافت. راندمان حذف فتوکاتالیستی ماالتیون و دیازینون با افزایش شدت نور افزایش یافت. بیشترین راندمان حذف ماالتیون و دیازینون در 7=pH ،غلظت آالینده 1 میلیگرم بر لیتر، دوز 4/0 گرم بر لیتر نانوکامپوزیت، شدت نور 75 میلیوات بر سانتیمتر مربع و زمان تماس 45 دقیقه بهدست آمد. نانوکامپوزیت -• دارای قابلیت استفاده مجدد میباشد و رادیکال سوپراکسید O2 به عنوان گونه اکسید کننده اصلی در طول فرآیند اکسیداسیون شناسایی گردید. یافتهها نشان داد که میزان حذف ماالتیون و دیازینون از سینتیک درجه اول تبعیت میکند. همچنین نانوکامپوزیت (Cu(MOF-mag/TiO2کارایی و امکان سنجی در حذف ماالتیون و دیازینون را از آب شهری و نمونههای فاضالب تصفیه شده نشان داد. نتیجه گیری: نتایج بهدستآمده نشان داد که نانوکامپوزیت (Cu (MOF-mag سنتز شده بر پایه مس بازیافتی از ضایعات برد الکتریکی مدارهای چاپی میتواند یک جاذب کارآمد با پتانسیل خوب جهت پیش تغلیظ و استخراج سموم مورد مطالعه از محیطهای آبی باشد. همچنین نتایج حاصل از انجام آزمایشات فتوکاتالیستی نشان داد که میتوان از نانوکامپوزیت (Cu(MOF-mag/TiO2 بهدلیل فعالیت فتوکاتالیستی مناسب جهت تخریب سموم از محلولهای آبی استفاده کرد.