معرفی کتاب: محیط‌زیست بنابر یک تعریف همگانی و کلی به همه محیط‌هایی که زندگی در آن جریان دارد اطلاق می‌شود و ورود آلاینده‌ها به آن را آلودگی می‌نامند. علاوه بر نیاز حیات انسان به آب، بسیاری از صنایع وابسته به منابع آبی هستند از جمله صنایع رنگرزی، صنایع کشاورزی، صنعت معدن، صنایع فلزی و… . از طرف دیگر، جنبه مخرب رشد صنایع مختلف، ورود بیش از حد آلاینده‌ها به محیط‌زیست می‌باشد. محافظت از محیط‌زیست و بازیافت پسماندها در بخش‌های علمی و صنعتی بسیار اهمیت دارد. فاضلاب به دست آمده از فرآیند صنعتی مهم‌ترین دلیل در آلودگی محیط‌زیست دارد و بعضی مواقع غلظت ترکیبات موجود در آن به ده‌ها هزار میلی‌گرم در لیتر می‌رسد. فاضلاب صنایع اکثراً بر تمام خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی محیط پذیرنده اثر مخرب گذاشته و در طی زمان آن را دگرگون می‌سازد. تخلیه پساب‌های رنگی به محیط، باعث بر هم زدن جنبه‌های زیبایی محیط‌زیست می‌گردد. هم‌چنین این مواد می‌توانند منشأ محصولات جانبی خطرناک از طریق واکنش‌های شیمیایی مانند هیدرولیز، اکسیداسیون و غیره شوند. هدف اصلی، سنتز یک جاذب بهینه برای حذف ماده رنگ‌زا از محیط‌های آبی می‌باشد. در گذشته چندین روش شیمیایی، بیولوژیکی و فیزیکی مورد بررسی قرار گرفته است. در میان روش‌های مختلف، فرآیند جذب سطحی از جایگاه مهمی برخوردار است. در فرآیند جذب سطحی به دلیل کارایی بالا، انعطاف‌پذیری عالی، وجود جاذب‌های گوناگون و سادگی، یک روش مطلوب برای رنگ‌زدایی محسوب می‌شود. در فرآیند سنتز انجام شده در این کتاب مهم‌ترین فاکتور کوچک بودن متوسط اندازه کریستالیت می‌باشد ولی در فرآیند جذب سطحی انتخاب جاذب یکی از مهم‌ترین فاکتورها می‌باشد. استفاده از یک جامد متخلخل باعث آماده شدن حجم و سطح بالای از حفره‌ها می‌شود. پس جاذب علاوه بر داشتن سطح بالای تماس، باید دارای شبکه منافذ نسبتاً بزرگی برای نفوذ مولکول‌ها به داخل خود باشد. البته در سالیان گذشته علاوه بر ویژگی‌های فوق، تقاضا برای استفاده از مواد کم‌هزینه و هم‌چنین سبز برای حذف آلاینده‌ها گسترش یافته است.

در این کتاب سعی شده است با روش هیدروترمال و با استفاده از عوامل جهت‌دهنده گیاهی و سبز در سنتز نانومواد، نانوذرات روی اکسید مورفولوژیکی را سنتز کنیم که بتوان از آن‌ها در جذب سطحی رنگ قرمز کنگو مورد استفاده قرار دهیم. هم‌چنین در انتهای کار به مقایسه جذب سطحی روی اکسید مورفولوژیک گیاهی سنتز شده توسط عوامل شکل‌دهنده (لیزاب‌ها) و کامپوزیت روی اکسید و مس اکسید سنتز شده توسط عوامل شکل‌دهنده پرداختیم.

هدف این کتاب سنتز نانوساختارهای مورفولوژیک اکسید روی به‌وسیله موسیلاژهای گیاهی چهار ماده اسفرزه، بارهنگ، به‌دانه و قدومه به‌عنوان عوامل شکل‌دهنده و بررسی عوامل مؤثر بر مورفولوژی به‌منظور جداسازی رنگ از آب است. در ابتدا تأثیر عوامل مؤثر در مرحله سنتز با روش هیدروترمال به‌وسیله به‌کارگیری طراحی آزمایش تاگوچی ₁₆L مورد مطالعه قرار گرفت. شرایط بهینه به‌منظور رسیدن به حداقل متوسط اندازه کریستالیت بررسی شد. نتایج حاصل از این مرحله نشان داد که نمونه بهینه در غلظت زینک نیترات 6 آبه برابر با 1/0 مول، زمان واکنش برابر 3 ساعت، نوع موسیلاژ بارهنگ، دوز موسیلاژ برابر ml 15 و نسبت مولی اوره به روی برابر یک و با متوسط اندازه کریستالیت 9/20 نانومتر قرار دارد. پس از آن برای رسیدن به جواب بهینه حداقل متوسط اندازه کریستالیت از طراحی آزمایش یک فاکتور در هر زمان به‌وسیله داده‌های غربال‌شده طراحی آزمایش تاگوچی ₁₆L استفاده شد که نتایج حاصل نشان داد که نمونه بهینه در غلظت زینک نیترات 6 آبه برابر با 05/0 مول، زمان واکنش برابر 3 ساعت، نوع موسیلاژ بارهنگ، دوز موسیلاژ برابر ml 15 و نسبت مولی اوره به روی برابر 5/0 و با متوسط اندازه کریستالیت 5/14 نانومتر قرار دارد. ویژگی‌های مختلف ذرات به‌وسیله آزمون‌های FESEM، XRD و EDX مورد مطالعه قرار گرفت که نشان داد مورفولوژی نمونه بهینه به شکل میله‌ای با طول حدود 8 نانومتر می‌باشد. پس از آن از سامانه ناپیوسته به‌منظور حذف رنگ قرمز کنگو به‌وسیله اکسید روی مورفولوژیک استفاده گردید. نمونه 11 با حداکثر ظرفیت جذب برابر mg/g 986/9 به‌عنوان جاذب بهینه انتخاب گردید. خصوصیات جاذب بهینه به‌وسیله آزمون‌های EDX، BET، FESEM و FTIR انجام پذیرفت که نشان داد مورفولوژی جاذب بهینه به شکل میله‌ای با طول متوسط حدود 16 نانومتر و با سطح ویژه برابر m²/g 361/10 می‌باشد. تأثیر پارامترهای جذب شامل زمان تماس، pH محلول، مقدار جاذب، غلظت اولیه محلول رنگ، دما، بازیابی جاذب و سرعت هم زدن مورد بررسی قرار گرفت. نتایج داده‌های آزمایشگاهی به‌وسیله سه مدل هم‌دما (لانگمویر، فرندلیچ، دوبینین-رادشکویچ و تمکین) برازش شد و بنا به نتایج هم‌دمای جذب لانگمویر حذف رنگ قرمز کنگو را تطبیق بهتری با نتایج آزمایشگاهی نشان داد. حداکثر ظرفیت جذب به دست آمده از هم‌دمای لانگمویر برابر mg/g 481 /120 در دمای محیط می‌باشد. همچنین معادل سینتیک شبه مرتبه دوم توصیف بهتری از داده‌های آزمایشگاهی را نشان داد. در آخر نتایج ترمودینامیکی فرآیند خودبه‌خودی و گرمازا با آنتروپی منفی به معنی منظم بودن سیستم را نشان داد.

کلیدواژه‌ها: حذف آلاینده‌ها و رنگ‌زدایی از پساب‌ها، منابع آلاینده آب و تولید پساب‌های صنعتی، رنگ‌ها، رنگ‌های کاتیونی، رنگ‌های آنیونی، روش حذف آلاینده‌ها، روش‌های رنگ‌زدایی، رنگ قرمز کنگو، عوامل مؤثر بر جذب رنگ، ایزوترم‌های جذب، سینتیک‌های جذب، ترمودینامیک جذب، اهمیت سنتز اکسیدهای فلزی، اهمیت سنتز مورفولوژیک اکسیدهای فلزی، اهمیت سنتز سبز اکسیدهای فلزی، روی اکسید، عوامل شکل‌دهنده (دایرکتینگ) در سنتز مورفولوژیک، آنالیزهای مشخصه‌یابی و نتایج جذب، سنتز نانوذرات اکسید روی، آنالیزهای مشخصه‌یابی ذرات سنتز شده، آنالیز میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی، تأثیر زمان بر مورفولوژی، آنالیز پراش اشعه ایکس، مشخصه‌یابی جاذب، نتایج آزمایش‌های جذب سطحی ناپیوسته