مطالعه حذف 2 پیکولین توسط کامپوزیت مس پلی اکریل - دانلود رایگان



دانلود رایگان آلودگی آب علاوه براینکه باعث نشر بسیاری از بیماری های مختلف می شود، سلامت و کیفیت منابع محدود آب تمیز را نیز تحت تاًثیر قرار داده ودر بلند مدت صدمات زیادی

دانلود رایگان
مطالعه حذف 2-پیکولین توسط کامپوزیت مس پلی اکریل آمیدWORD جدول4-1- درصد جذب برای مقادیر مختلف جاذب تحت شرایط: 50 میلی لیتر محلول 2-پیکولین (40 میلی گرم بر لیتر)، دمای محیط، 60 دقیقه و سرعت 100 دور بر دقیقه................................................................................36
جدول4-2- درصد جذب برای pHهای مختلف تحت شرایط: 01/0 گرم جاذب ،50 میلی لیتر محلول 2-پیکولین (40میلی گرم برلیتر)، دمای محیط، 60 دقیقه و سرعت 100 دور بر دقیقه ................................................................. 38
جدول4-3- درصد جذب برای زمان های مختلف تحت شرایط: 01/0 گرم جاذب ، 6pH=، 50 میلی لیتر محلول 2-پیکولین (40 میلی گرم بر لیتر)، دمای محیط و سرعت 100 دور بر دقیقه ......................................................39
جدول4-4- درصد جذب برای دماهای مختلف تحت شرایط: 01/0 گرم جاذب ، 6pH=، 50میلی لیتر محلول 2-پیکولین (40 میلی گرم بر لیتر)، زمان 20دقیقه و سرعت 100 دور بر دقیقه...........................................................41
جدول4-5- درصد جذب برای غلظتهای مختلف تحت شرایط: 01/0 گرم جاذب، 6pH=، 50 میلی لیتر محلول 2-پیکولین (40 میلی گرم بر لیتر)، زمان20دقیقه، دمای·c 40. 42
جدول4-6- تغییرات Ln[A] و t/q نسبت به مدت زمان تماس برای جاذب پلیمر تحت شرایط: 01/0 گرم جاذب، 6pH= ، دمای 40 درجهی سانتیگراد و 50 میلیلیتر محلول 2-پیکولین (40 میلیگرم بر لیتر)44
جدول 4-7- تغییرات Ln[A]و t/q نسبت به مدت زمان تماس برای جاذب CuTiO3تحت شرایط: 01/0 گرم جاذب، 6=pH، دمای 40 درجه­ی سانتیگراد و 50 میلی­لیتر محلول 2-پیکولین (40میلی­گرم بر لیتر)46
جدول 4-8- تغییرات Ln[A] و t/q نسبت به مدت زمان تماس برای جاذب CuTiO3+pتحت شرایط: 01/0 گرم جاذب، 6=pH، دمای 40 درجه­ی سانتیگراد و 50 میلی­لیتر محلول 2-پیکولین (40 میلی­گرم بر لیتر)47
جدول4-9-ثابت های سرعت واکنش درجه اول و درجه دوم و ضرایب هم بستگی آن ها برای جذب 2-پیکولین بر جاذب ها....49
جدول4-10- تغییرات 1/Ce و 1/qe، LnCe و Lnqe برای رسم نمودارهای ایزوترم لانگمویر و فروندلیچ تحت شرایط: دمای 40 درجه­ی سانتیگراد، 01/0گرم جاذب و 50 میلی لیتر محلول 2-پیکولین(40 میلی گرم بر لیتر) با 6=pH........................................................................................................................................................................50
جدول 4-11- تغییرات 1/Ce و 1/qeLnCe و Lnqe برای رسم نمودارهای ایزوترم لانگمویر و فروندلیچ تحت شرایط: دمای 40 درجهی سانتیگراد، 01/0گرم جاذب و 50 میلی لیتر محلول 2-پیکولین(40 میلی گرم بر لیتر) 6=pH.....................................................................................................................................................................52
جدول 4-12- تغییرات 1/Ceو 1/qe، LnCeو Lnqeبرای رسم نمودارهای ایزوترم لانگمویر و فروندلیچ تحت شرایط: دمای 40 درجهی سانتیگراد، 01/0گرم جاذب و 50 میلی لیتر محلول 2-پیکولین (40 میلی گرم بر لیتر)با6=pH.................................................................................................................................................. 53
جدول 4-13- مقادیر ثابتهای ایزوترم لانگمویر و فروندلیچ برای جذب 2-پیکولین.. 55
جدول4-14-مقادیر پارامترهای ترمودینامیکی.. 573
......................................................................................................................32
چکیده:
آلودگی آب علاوه براینکه باعث نشر بسیاری از بیماری های مختلف می شود، سلامت و کیفیت منابع محدود آب تمیز را نیز تحت تاًثیر قرار داده ودر بلند مدت صدمات زیادی را بر پیکره توسعهً اقتصادی و اجتماعی جامعه وارد می سازد. از این جهت بازیافت فاضلابها و پسآبهای صنعتی ، بخصوص در کشورهایی که دچار کم آبی یا بی آبی هستند ، اهمیت خاصی پیدا نموده واین روش در حال حاضر در ایران نیز مورد توجه قرار گرفته و بسیاری از صنایع کشور در بازیافت پسابهای صنعتی به منظور افزایش تولید وایجاد شرایط و فضای توسعه اقدام می نمایند.در این تحقیق، سنتز ایلمینت مس و کامپوزیت آن به همراه پلیمر معدنی پلی اکریل آمید انجام گرفته است و هر سه ترکیب بوسیله XRD٬ SEM وEDXشناسایی شده است. سپسجذب پیکولین روی ایلمینت مس، پلیمر و کامپوزیت سنتز شده توسط فرآیند جذب سطحی بررسی شد. تاثیر پارامترهای مختلف نظیر مقدار جاذب، pH، مدت زمان تماس، دما و غلظت اولیه روی جذب 2-پیکولین از محلول­های آبی مطالعه شد. جذب به یک ماکزیمم در pHخنثی و زمان تماس 20 دقیقه رسید. بررسی سینتیکی نشان داد، عمل جذب بر روی پلیمر و کامپوزیت از معادله سینتیک درجه دوم تبعیت می­کند اما در ایلمینت مس از معادله درجه اول تبعیت می کند. مدل ایزوتروم فروندلیچ در هر سه جاذب مطابقت خوبی با نتایج تجربی داشت.
فصل اول: مقدمه مقدمه 1-1-هتروسیکل ها
هتروسیکل ها، ترکیبات حلقوی هستند که درآن، یک یا چند اتم کربن حلقه با اتم غیر کربن مانند نیتروژن، اکسیژن، گوگرد، یا اتم های فلزی و . . . جایگزین شده است. متداول ترین ترکیبات هتروسیکل، دارای نیتروژن یا اکسیژن یا هر دوی آن ها در ترکیب حلقه هستند.. بسیاری از ترکیبات طبیعی هتروسیکل هستند مانند آلکالوئیدهای موجود در گیاهان و همچنین بسیاری از ترکیبات دارویی مهم مانند آنتی بیوتیک ها هم جزء هتروسیکل ها هستند.
1-2-طبقه بندی ترکیبات هتروسیکل
1-2-1- هتروسیکل های غیر آروماتیک
هتروسیکل های غیر آروماتیک، مشتقاتی از سیکلون ها هستند. هتروسیکل های کوچک مانند مشتقاتهتروسیکل سیکلوپروپان ها یا سیکلوبوتان ها، به علت کشش حلقه، نسبتا واکنش پذیرند، زیرا با انجام واکنش های هسته دوستی، دچاربازشدن حلقه شده، از کشیدگی رها می شوند. هتروسیکلون های سه ضلعیبه علت اندازه کوچک حلقه، واکنش پذیرتر از همتاهای چهار ضلعیخودهستند.
هتروسیکلون های با حلقه بزرگتر به علت نبودنکشش حلقه، نسبتا بی اثرند و نسبت به هتروسیکلون های کوچکتر واکنشپذیری کمتری دارند. اما به هر حال وجودهترو اتمدرساختمان این ترکیبات می تواند باعث انجام واکنش های خاصی شود. دراین ترکیبات، باز شدن حلقه همراه با کشش پیوند هترو اتم رخنمی دهد، مگر اینکه ابتدا به گروه ترک کننده خوبی تبدیل شوند.
1-2-2- هتروسیکل های آروماتیک
ترکیباتی مثل هترو سیکلوپنتادی ان ها، جزو ترکیبات آروماتیکی شش الکترونی طبقه بندی می شوند. این ترکیبات، دارای یک واحد بوتادی ان بوده، درحلقه آن ها یک هترواتم حامل زوج الکترون های تنها وجود دارد. این ترکیبات سیر نشده، دارای الکترون های نامستقر می باشند. این هتروسیکل ها از لحاظ الکترونی دارای کمبود بوده و کربن ها دارای بار منفی جزئی می باشند. بنابراین وارد واکنش های هسته دوستی می شوند.
این ترکیبات، تحت شرایط ملایم هیدرولیز، متحمل باز شدن حلقه می شوند. همچنین واکنش های حلقه زایی هم انجام می دهند.
1-3- کاربردهای هتروسیکل
بسیاری از ترکیبات هتروسیکل در طبیعت یافت می شوند و خاصیت داروئی دارند، مانند کینین که به عنوان ماده ضد مالاریا شناخته شده است. ویتامین B12، هتروسیکلی با سه حلقه می باشد. فولیک اسید که برای درمان کم خونی به کار می رود نیز یک هتروسیکل نیتروژن دار می باشد. آنتی بیوتیک هایی مانند پنی سیلین هم جزو ترکیبات هتروسیکل دو حلقه ای هستند. رسرپین، یک آلکالوئید طبیعی با فعالیت آرام بخش و ضد فشار خون می باشد.
1-4- ترکیبات هتروسیکل مشتق شده از بنزن
در این ترکیبات یک واحد CH در بنزن توسط یک هترو اتم جایگزین شده است. حلقه این ترکیبات، آروماتیک می باشد. یکی از ساده ترین ترکیبات این گروه، پیریدین می باشد که جزو آزابنزن ها است و یک N، جایگزین CH بنزن شده است. پیریدین، یک باز ضعیف می باشد و در بسیاری از تبدیلات آلی کاربرد دارد. این ترکیب، از قطران زغال سنگ تولید می شود و بطور مصنوعی هم سنتز می شود. پیریدین بدلیل طبیعت دو گانه خود، هر دو واکنش جانشینی الکترون دوستی و هسته دوستی را انجام می دهد و مشتقات استخلاف شده متنوعی از آن بدست می آید. البته جانشینی الکترون دوستی﴿الکتروفیلی﴾ در شرایط سخت انجام می شود.
1-5-پیریدین
این ماده مایعی بی رنگ با بوی ناخوشایند، با فرمول ﴿ H5NC5﴾ ترکیب آلی هتروسیکل آروماتیک است که از لحاظ ساختاری شبیه بنزن است، با این تفاوت که یک گروه CH حلقه 6 عضوی، توسط یک اتم نیتروژن جایگزین شده است.

شکل1-1- ساختار پیریدین
پيريدين را مي توان از قطران زغال سنگ خام يا از ساير تركيبات شيميايي و يا از تفكيك مواد طبيعي در محيط زيست تهيه نمود.
پيريدين را مي توان به عنوان حلال براي انحلال سايرمواد و نيز در تهيه ساير محصولات مثل داروها، ويتامين ها، طعم دهنده هاي غذا، رنگ ها، محصولات لاستيكي، چسب ها، حشره كش ها و علف كش ها به كار برد.
اين تركيب شيميايي ممكن است به طرقي وارد بدن شده و باعث ايجاد آسيب هايي گردد كه در زير به آن مي پردازيم:
هر شخص در معرض سطح بسيار كمي از پيريدين درهوا، آب و غذا است. كارگراني كه با مواد شيميايي سروكار دارند، ممكن است در معرض درصد هاي بيشتري ازاين ماده باشند. حد مجاز پيريدين ppm5 براي 8 ساعت كار در طي يك هفته كاري 40 ساعته است. افراد ممكن است پيريدين را از طريق تنفس دود سيگار يا قهوه داغ نيز وارد بدن خود كنند.
پيريدين در ابتدا از صنايعي كه از اين ماده استفاده يا آن را توليد مي كنندآزاد ميگردد.
اين تركيب به آساني به هوا تبخير مي شود.
در هوا ممكن است ماه ها يا سال ها باقي مانده و سپس به ساير تركيبات تفكيك شود.
پيريدين قابليت انحلال بالايي در آب دارد.
در آب يا خاك، پيريدين قابل تجزيه توسط ارگانيسم هاي ميكروسكوپي طي چند روز يا چند ماه است.
پيريدين وارد ذرات خاك مي شود.
اطلاعات بسيار كمي در خصوص تاثير پيريدين بر سلامتي در دسترس است. مطالعات بر روي حيوانات تعداد محدودي از گزارشات بر روي انسان، آسيب كبدي را مهمترين آسيب در معرض قرار گرفتن اين ماده مي داند.
همچنين سردرد، سر گيجه، تمايل به خواب، افزايش ضربان قلب و تنفس سريع در بزرگسالاني كه مقادير نامشخصي از پيريدين را در طي زمان نامشخص تنفس كرده بودند، مشاهده شده است.در حيوانات مورد مطالعه، زماني كه پيريدين روي چشم يا پوست آن ها قرار داده شد، سوزش چشم و پوست مشاهده گرديد.
دپارتمان سلامتي وخدمات انساني (The department of Health&HumanServices) و نمايندگي بين المللي براي تحقيقات روي سرطان(International Agencyfor Research on Cancer) و نمايندگي حفاظت محيط زيست(Environmental ProtectionAgency)، پيريدين را به هيچ عنوان جزو مواد سرطان زا طبقه بندي نكرده اند.
هم اكنون تست هايي جهت اندازه گيري مقدار پيريدين در اوره و خون وجود دارد. با اين وجود اين تست در تمامي مطب ها به دليل نياز به وسايل مخصوص، قابل اجرا نخواهد بود.
یکی از مشتقات پیریدین 2- پیکولین است که در ادامه به بحث آن پرداخته می شود.

1-5- 2-پیکولین[1]
2-پیکولین (2Pi) که تحت عنوان آلفا- پیکولین هم معروف است از مشتقات پیریدین به شمار می رود. این ماده مایعی است بدون رنگ، با بوی بسیار تند و زننده که به عنوان ماده اولیه تولید 2- وینیل پیریدین3 مورد استفاده قرار می گیرد.
1-5-1-روش های تهیه 2-پیکولین
2-پیکولین را می توان با استفاده از آب اسیدی و سولفوریک اسید 1/0 نرمال به دست آورد. از روش های متعددی مثل استفاده از روش های جذبی [1] و تخریب بیولوژیکی [2] می توان برای عمل آوری 2-پیکولین و رفع صدمات حاصل از آن استفاده کرد. روش جذبی بر سایر روش ها برتری دارد گرچه روش جذبی می تواند هزینه آور باشد.
1-5-2- کاربردهای 2- پیکولین
این ماده به عنوان مواد اولیه در تولید تعداد زیادی از ترکیبات شیمیایی و مواد دارویی مورد استفاده قرار می گیرد [3]. این ماده همچنان به عنوان حلال در واکنش های شیمیایی مورد استفاده در تولید پلیمر ها، الیاف، سوخت ها، شیمی خاک، داروسازی و رنگ ها مورد استفاده قرار می گیرد. این ماده علاوه بر حلالیت، به عنوان ماده اولیه نیز مورد استفاده قرار می گیرد. تعدادی از مشتقات پیریدین در تولید داروی ضد سل، محرک های تنفسی، بیهوشی های موضعی و بی حسی مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین به عنوان یک ترکیب حد واسط در صنایع رنگ و رزین استفاده می شود. یک حد واسط آلی برای داروسازی، صنایع لاستیک های شیمیایی و حلال به شمار می رود.
1-5-3- تاثیر 2-پیکولین بر سلامتی انسان
به طور معمول متیل پیریدین از طریق بعضی از مواد غذایی و دود سیگار و آلاینده های هوا وارد محیط می شود. بعضی از مواد غذایی مشاهده شده به طور طبیعی در خودشان و یا در حالت پخت متیل پیریدین را به دست می آورند. در صورت تماس با پوست اثر سمیت بر جا می گذارد. در تماس با چشم، بلعیدن و تنفس آن نیز خطرناک و مسموم کننده است.

1-5-4- تاثیر2-پیکولین بر محیط زیست
اگر متیل پیریدین به داخل زمین نفوذ کند تقریبا پس از 16 روز تجزیه می شود و اگر به داخل آب آزاد شود خاصیت تجزیه بیوشیمیایی و فوتواکسایش آن خود به خود از دست می رود. در اتمسفر 2-متیل پیریدین ممکن است با رادیکال های هیدروکسی تولید شده توسط واکنش های فوتو شیمیایی واکنش دهد که توسط باران نزول می کند که این مورد بسیار خطرناک است.

1-6-منعقدکننده ها:
به منظور تسريع در ته نشيني مواد معلق در آب خام ، كاهش و حذف كدورت آب از منعقد كننده هاي معدني و آلي بطور جداگانه يا تواماً استفاده مي شود . منعقد كننده هاي معدني نمكهاي فلزات آلومينيوم و آهن مانند كلرورفريك ، سولفات آهن ، سولفات آلومينيوم و ديگر تركيبات شيميايي مشابه هستند كه بطور وسيع در جداسازي مواد معلق ، زلالسازي آب خام و تصفيه پساب بكار برده مي شوند.
با توجه به محدود بودن محدودة دامنة فعاليت منعقد كننده هاي اصلي و به منظور بالا بردن راندمان فرآيند و كاهش قابل ملاحظة كدورت ، پلي مر هاي پلي آكريل آميد بعنوان كمك منعقد كننده يا منعقد كننده مستقل استفاده ميگردند.
1-7-پلي الكتروليت:
پليمرهاي منعقد كننده ، تركيباتي پلي مري با وزن ملكولي بالا ، بر پايه پلي آكريل آميد ، محلول در آب هستند كه بطور وسيعي بعنوان منعقد كننده، افزايش دهنده سرعت ته نشيني مواد جامد معلق و كلوئيدها و رنگ بري در فرآيندهاي تصفيه و توليد مايعات بكار برده مي شوند.
كاتيون يا آنيون متصل به پيكره شيميايي پلي آكريل آميد تعيين كننده نوع بار فعال پليمر مي باشد كه بر اين اساس پليمرها به سه دسته با بارهاي مثبت ( Cationic ) ، منفي ( Anionic ) و بدون بار (Non-Ionic) تقسيم ، با توجه به خصوصيات باردار بودن ، با نام عمومي پلي الكتروليت شناخته مي شوند . وزن ملكولي و شدت بار پلي الكتروليتها در فعاليت آنها تاثير بسزايي دارد .

1-7-1-پلي الكتروليت بدون بار[2]
بر پايه پلي آكريل آميد خالص ميباشند و پس از حل شدن در آب از خود خاصيت بدون بار نشان مي دهند.
1-7-2-پلي الكتروليت آنيوني[3]
كوپليمرهاي آكريل آميد با خواص ارتقاء يافته باري توسط گروه هاي سديم آكريلات هستند ، بار منفي داشته و پس از انحلال در آب ، محلول با خواص بار منفي ايجاد مي كنند .
1-7-3-پلي الكتروليت كاتيوني[4]
كوپليمرهاي آكريل آميد به همراه مونومرهاي كاتيوني بوده كه باعث ارتقاء بار مثبت در اين دسته از پليمرها ميشوند و پس از انحلال در آب ، محلول با خاصيت باري مثبت ايجاد مي كنند .
1-8-كاربرد:
پلي الكتروليتها با افزايش سرعت ته نشيني مواد معلق ، افزايش ابعادي و تراكم مواد ته نشين شده[5] راندمان فيلتراسيون و جداسازي را افزايش داده و باعث ارتقاء كيفيت فرآيند و كاهش قابل ملاحظه كدورت نهايي مي شوند.
برخي كاربردهاي اين دسته از مواد عبارت است از:
  • كمك منعقد كننده در فرآيند زلال سازي آب خام در توليد آب آشاميدني و صنعتي
  • منعقد سازي جامدات معلق و كلوئيدها در فرآيندهاي شكر و تغليظ مايعات
  • جداسازي جامدات و تركيبات آلي در آب برگشتي سيستمهاي تبريد و حرارتي
  • جداسازي جامدات ، روغن و گريس و اكسيدهاي نامحلول در تصفيه آب برگشتي از بخش نورد در صنعت فولاد
  • حذف رنگ ، مواد جامد معلق و كلوئيدها در صنايع توليد محصولات پتروشيمي
  • منعقد كننده در سيستمهاي تصفيه پساب هاي صنعتي و بهداشتي
از آنجا كه اين دسته مواد جاذب الرطوبه شديد هستند، از برخي گونه ها در بخش كشاورزي براي جذب آب و بالا بردن ضريب جذب آب خاك استفاده ميشود كه موضوع اين گزارش نيست.
1-9-مكانيسم منعقد سازي :
گروه های فعال پلیمر در محیط آبی ، پیوند قوی با کلوئیدهای معلق یا ذرات بسیار ریز ایجاد می نمایند . در پلیمرهای نانیونیک ، فعل و انفعال بین پلیمر و ذرات معلق وابسته به باندهای هیدروژن آنها داشته و فعالیت پلیمرهای باردار ( کاتیونیک و آنیونیک ) وابسته به برخوردهای الکترواستاتیک و تبادل بار بین ذرات معلق و پلیمر و ناپایداری خصوصیت سطح ذرات می باشد .
ناپایداری خواص سطح ذرات و منعقد شدن بخش اعظم یک دسته از ذرات معلق ، باعث تشکیل توده (فلاک) شده که پس از ته نشینی براحتی قابل جداسازی می باشند .
اثر بهینه پلیمرها بر روی ذرات با اندازه گیری توانایی تاثیر پلیمر بر روی ذره قابل تخمین است .این توانایی به دو عامل 1)نوع و خواص سطح ذرات 2) کیفیت آب : قدرت یونی آب، pH، هدایت الکتریکی، سختی و عوامل کاهش دهنده کشش سطحی آب، بستگی دارد [5].
1-10-انتخاب نوع پلي الكتروليت مناسب:
آب خام و پساب در فصول مختلف، بسته به تغييرات شرايط آب و هوايي منطقه و فرآيند توليدو نقطه برداشت آب ، تغيير كيفيت خواهد داشت، لذا ماهيت ذرات معلق و كلوئيدها نيز متغيير خواهد بود .بهترين روش براي انتخاب يك پلي الكتروليت مناسب، انجام آزمايش جار تست و ساير تستهاي مشابه مي باشد .
1-11- پلی اکریل آمید
پلی آکریل آمید از مهم ترین و رایج ترین پلیمرهای مصنوعی محلول در آب است که به دلیل سهولت فرایند تهیه مونومر آکریل آمید مصرف فراوانی دارد. به دلیل خصوصیات متنوغ پلی آکریل آمید بخش قابل توجهی از تولید پلیمرهای مصنوعی محلول در آب بر پایه این پلیمر است. از ویژگی های پلیمر یاد شده جذب و ابقای آب در توده پلیمر و عدم جدایی فاز در محلول های آبی در دمای معمولی است. قابلیت دستیابی به وزن های بالای مولکولی، قیمت مناسب، حلالیت در آب در شرایط متنوع، تنظیم وزن مولکولی و امکان ایجاد گروههای یونی از ویژگی های پلی آکریل آمید است]6] . پلی آکریل آمید از راه پلیمر شدن زنجیری رادیکالی با استفاده از آغازگرهای پروکسیدی، پرسولفاتی، آزو، اکسایشی-کاهشی و تابشی تهیه می شود. از مهم ترین کاربردهای پلی آکریل آمید، استفاده از آن در صنایع کاغذ سازی، ساخت ابر جاذب ها، لخته سازها، تصفیه آب و فاضلاب، استخراج مواد معدنی، بازیافت چاههای نفت، بهبود خواص سطح، مواد غذایی، دارویی و آرایشی است.. مصرف پلی آکریل آمید در 35 سال گذشته رشد فراوانی داشته است. یکی از دلایل استفاده روزافزن از این پلیمر سهولت فرایند تهیه مونومر آکریل آمید با استفاده از کاتالیزورهای پیشرفته است. ساختار ویژه این پلیمر استفاده از آن را برای بهبود خواص جریا محلول ها، انتقال نفت خام و ازدیاد برداشت نفت میسر می سازد. پلی آکریل آمید و کوپلیمرهای آن به عنوان غلظت دهنده در مواد غذایی، دارویی و پوششها به کار میرود. همچنین، به عنوان پایدار کننده، لخته ساز، جاذب آب و رطوبت در صنایع نساجی و کاغذسازی استفاده می شود. پلی آکریل آمید به روش پلیمر شدن رادیکالی طی مراحل شروع، رشد، انتقال زنجبر و اختتام با انواع آغازگرهای پروکسیدی، پرسولفاتی، ترکیبات آزو و انواع اکسایشی-کاهشی تهیه می شود. برخی از تولیدات تجاری آن به شکل غیر یونی و بسیاری از آن به صورت کوپلی آکریل آمید آنیونی و کاتیونی است که با آبکافت کنترل شده، واکنش با آمین و واکنس مانیش تهیه می شود[7].
1-12- ﺟﺬب ﺳﻄﺤﯽ
اﺳﺎس ﭘﺪﯾﺪه ﻫﺎي ﺟﺬب ﺳﻄﺤﯽ ﺑﺮﻣﺒﻨﺎي ﺟﺪاﺳﺎزي اﺳﺖ . ﻓﺮآﯾﻨﺪ ﺟﺪاﺳﺎزي ﻋﮑﺲ اﺧﺘﻼط اﺳﺖ و ﻓﺮآﯾﻨﺪ اﺧﺘﻼط در راﺳﺘﺎي ﻗﺎﻧﻮن دوم ﺗﺮﻣﻮدﯾﻨﺎﻣﯿﮏ ﺻﻮرت ﻣﯽﭘﺬﯾﺮد . ﺑﺮاي ﺗﻔﮑﯿﮏ ﻧﯿﺎز ﺑﻪ اﻧﺮژي زﯾﺎدي اﺳﺖ ، ﺑﻨﺎﺑﺮاﯾﻦ اﻧﺮژي در ﻓﺮآﯾﻨﺪﻫﺎي ﺗﻔﮑﯿﮏ ﻧﻘﺶ ﻣﻬﻤﯽ اﯾﻔﺎ ﻣﯽﮐﻨﺪ . ﺑﻨﺎﺑﺮاﯾﻦ ﻫﺰﯾﻨﻪ ﻣﺮﺑﻮط ﺑﻪ اﻧﺮژي در ﮐﻞ ﻓﺮآﯾﻨﺪ ﯾﮏ درﺻﺪ ﻋﻤﺪه اي را ﺑﻪ ﺧﻮد اﺧﺘﺼﺎص ﻣﯽ دﻫﺪ. اﻣﺮوزه اﻧﻮاع و اﻗﺴﺎم ﻓﺮآﯾﻨﺪﻫﺎي ﺟﺪاﺳﺎزي ﮔﺴﺘﺮش ﯾﺎﻓﺘﻪ اﺳﺖ. از اﯾﻦ دﺳﺖ ﻓﺮآﯾﻨﺪﻫﺎﻣﯽ ﺗﻮان ﺑﻪ ﮐﺮﯾﺴﺘﺎﻟﯿﺰاﺳﯿﻮن، ﺗﻘﻄﯿﺮ و ﺟﺬب ﺳﻄﺤﯽ اﺷﺎره ﮐﺮد. ﻣﺜﺎلﻫﺎي زﯾﺮ ﻧﻤﺎﯾﺎﻧﮕﺮ ﻃﺒﯿﻌﺖ ﻋﻤﻮﻣﯽ ﺟﺪاﺳﺎزي ﺧﻮاﻫﺪ ﺑﻮد و ﮐﺎرﺑﺮدﻫﺎي اﺻﻠﯽ آن را ﻧﺸﺎن ﻣﯽ دﻫﺪ . در ﺣﺎﻟﺖ ﺟﺪاﺳﺎزي ﮔﺎزي از ﻓﺮآﯾﻨﺪ ﺟﺬب ﺑﺮاي رﻃﻮﺑﺖ زداﯾﯽ ﻫﻮا و دﯾﮕﺮ ﮔﺎزﻫﺎ، ﺑﻮ زداﯾﯽ و ﺟﺪاﺳﺎزي ﻧﺎﺧﺎﻟﺼﯽ ﻫﺎ از ﮔﺎزﻫﺎي ﺻﻨﻌﺘﯽ ﻣﺎﻧﻨﺪ دي اﮐﺴﯿﺪ ﮐﺮﺑﻦ اﺳﺘﻔﺎده ﻣﯽﺷﻮد از ﻓﺮآﯾﻨﺪﻫﺎي ﺟﺪاﺳﺎزي ﻣﺎﯾﻊﻣﯽ ﺗﻮان رﻃﻮﺑﺖ زداﯾﯽ ﺑﻨﺰﯾﻦ ،زﻧﮓ زداﯾﯽ ﻣﺤﺼﻮﻻت ﻧﻔﺘﯽو ﺟﺪاﺳﺎزي آﻻﯾﻨﺪه ﻫﺎي ﺳﻤﯽ از آب را ﻧﺎم ﺑﺮد . ﻣﺤﺪوده ﻋﻤﻠﯿﺎت ﻣﯽ ﺗﻮاﻧﺪ از ﭼﻨﺪ ﮔﺮم ﻣﺎده ﺟﺎذب در آزﻣﺎﯾﺸﮕﺎه ﺗﺎ ﭼﻨﺪﯾﻦ ﺗﻦ ﺟﺎذب در ﮐﺎرﺧﺎﻧﻪ ﻫﺎي ﺻﻨﻌﺘﯽ ﺗﻐﯿﯿﺮ ﻧﻤﺎﯾﺪ [8].
ﺗﮑﻨﻮﻟﻮژي ﻫﺎﯾﯽ ﮐﻪ از ﺳﻄﺢ ﺟﺎﻣﺪ ﺑﺮاي ﺟﺪاﺳﺎزي اﺳﺘﻔﺎده ﻣﯽ ﮐﻨﻨﺪ ﻋﺒﺎرﺗﻨﺪ از:
- ﺟﺬب ﺳﻄﺤﯽ [6]
- ﺗﻌﻮﯾﺾ ﯾﻮﻧﯽ [7] - ﮐﺮوﻣﺎﺗﻮﮔﺮاﻓﯽ[8]
1-12-1-ﺗﻌﻮﯾﺾ ﯾﻮﻧﯽ
ﻓﺮآﯾﻨﺪ ﺗﻌﻮﯾﺾ ﯾﻮﻧﯽ، واﮐﻨﺶ ﺷﯿﻤﯿﺎﯾﯽ ﺑﯿﻦ ﯾﻮن ﻫﺎي داﺧﻞ ﻓﺎز ﻣﺎﯾﻊ و ﯾﻮن ﻫﺎي ﻓﺎز ﺟﺎﻣﺪ ﻣﯽ ﺑﺎﺷﺪ. ﯾﻮﻧﻬﺎي ﺧﺎﺻﯽ در داﺧﻞ ﻣﺎﯾﻊ ﺗﺮﺟﯿﺤﺎ ﺗﻮﺳﻂ ﻣﺒﺪل ﯾﻮﻧﯽ ﺟﺎﻣﺪ ﺟﺬب ﻣﯽ ﺷﻮد و ﺑﻪ ﺧﺎﻃﺮ اﯾﻦ ﮐﻪ ﺑﺎﯾﺪ ﺣﺎﻟﺖ ﺧﻨﺜﺎي اﻟﮑﺘﺮﯾﮑﯽ ﺑﺮﻗﺮار ﮔﺮدد، ﻣﺒﺪل ﺟﺎﻣﺪ ﯾﻮﻧﻬﺎﯾﯽ را ﺑﻪ داﺧﻞ ﻣﺎﯾﻊ آزاد ﮐﺮده ﮐﻪ ﺟﺎﯾﮕﺰﯾﻦ ﯾﻮن ﻫﺎي ﺟﺬب ﺷﺪه ﮔﺮدد. ﻓﺮآﯾﻨﺪ ﺗﺒﺎدل ﯾﻮﻧﯽ ﺑﻪ ﻃﻮر ﻋﻤﺪه در ﻧﺮم ﺳﺎزي آب ،ﺣﺬف ﻣﻮاد ﻣﻌﺪﻧﯽ، ﻧﻤﮏ زداﯾﯽ، ﺣﺬف ﻧﯿﺘﺮوژن ﺑﻪ ﮐﺎر ﻣﯽرود. ﺗﻌﻮﯾﺾ ﺑﺮﮔﺸﺖ ﭘﺬﯾﺮ ﯾﻮن ﻫﺎ ﺑﯿﻦ ﺟﺎﻣﺪ و ﻣﺤﻠﻮل اﻟﮑﺘﺮوﻟﯿﺖ ﺑﺎﻋﺚ ﺗﻔﮑﯿﮏ و ﺟﺪاﺳﺎزي ﺣﻞ ﺷﻮﻧﺪه ﻫﺎي اﻟﮑﺘﺮوﻟﯿﺖ ﻣﯽ ﺷﻮد[9]. اﯾﻦ ﺣﺎﻟﺖ در اﺻﻞ ﯾﮏ واﮐﻨﺶ ﺷﯿﻤﯿﺎﯾﯽ اﺳﺖ وﻟﯽ در اﺛﺮ ﻣﺘﻘﺎﺑﻞ ﺑﯿﻦ ﯾﻮﻧﻬﺎ و ﺟﺎﻣﺪ و ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ ﻧﻔﻮذ ﯾﻮﻧﻬﺎ در ﻓﺎز ﺟﺎﻣﺪ وﺟﻮد دارد.
1-12-2-ﮐﺮوﻣﺎﺗﻮﮔﺮاﻓﯽ
ﯾﮏ ﻋﻤﻠﯿﺎت ﺟﺪاﺳﺎزي دﯾﮕﺮ، ﮐﺮوﻣﺎﺗﻮﮔﺮاﻓﯽ اﺳﺖ. از اﯾﻦ روش ﺑﯿﺸﺘﺮ ﺑﺮاي ﺟﺪاﺳﺎزي ﻣﻮاد ﺑﯿﻮﻟﻮژﯾﮑﯽ اﺳﺘﻔﺎده ﻣﯽ ﮐﻨﻨﺪ . ﮐﺮوﻣﺎﺗﻮﮔﺮاﻓﯽ روﺷﯽ اﺳﺖ ﺑﺮاي ﺟﺪاﮐﺮدن اﺟﺰاي ﯾﮏ ﻣﺨﻠﻮط. در اﯾﻦ روش ﻣﻌﻤﻮﻻ ﻣﺨﻠﻮط ﮐﻪ ﺑﻪ ﺻﻮرت ﻣﺎﯾﻊ ﯾﺎ ﮔﺎز اﺳﺖ از ﯾﮏ ﻟﻮﻟﻪ ﯾﺎ ﺷﺒﮑﻪ ﮔﺬراﻧﺪه ﻣﯽ ﺷﻮد. ﺳﺮﻋﺖ ﺣﺮﮐﺖ اﺟﺰاي ﺗﺸﮑﯿﻞ دﻫﻨﺪه ﻣﺨﻠﻮط در ﻟﻮﻟﻪ ﯾﺎ ﺷﺒﮑﻪ ﻣﺨﺘﻠﻒ اﺳﺖ. (با توجه به عناصر دﯾﻮاره داﺧﻠﯽ ﻟﻮﻟﻪ ﯾﺎ ﺷﺒﮑﻪ) در نتیجه ﻣﺨﻠﻮط ﺑﻪ اﺟﺰاي ﺗﺸﮑﯿﻞ دﻫﻨﺪه ﺗﺠﺰﯾﻪ ﺷﺪه و ﻫﺮ ﺟﺰ ء ﺟﺪاﮔﺎﻧﻪ ﺧﺎرج ﻣﯽ ﺷﻮد . در ﮐﺮوﻣﺎﺗﻮﮔﺮاﻓﯽ دو ﻓﺎز و وﺟﻮد دارد ﻓﺎز ﺛﺎﺑﺖ ، ﻓﺎز ﻣﺘﺤﺮك. ﻓﺎز ﺛﺎﺑﺖ در واﻗﻊ اﺟﺰاي درون ﻟﻮﻟﻪ ﯾﺎ ﺷﺒﮑﻪ ﺟﺪاﺳﺎزي را ﺗﺸﮑﯿﻞ ﻣﯽ دﻫﻨﺪ و ﻓﺎز ﻣﺘﺤﺮك ﻣﺮﺑﻮط ﺑﻪ ﻣﺎده اي اﺳﺖ ﮐﻪ ﻣﯽ ﺧﻮاﻫﺪ ﻣﻮرد ﺗﺠﺰﯾﻪ و ﺗﺨﻠیص قرار ﺑﮕﯿﺮد.
1-12-3-ﺟﺬب ﺳﻄﺤﯽ
ﺟﺬب ﺳﻄﺤﯽ ﯾﮏ ﻓﺮآﯾﻨﺪ ﺟﺪاﺳﺎزي اﺳﺖ ﮐﻪ در آن ﺑﺮﺧﯽ از اﺟﺰاء ﻓﺎز ﺳﯿﺎل ﺑﻪ ﺳﻄﺢ ﯾﮏ ﺟﺎذب ﺳﻄﺤﯽ ﺟﺎﻣﺪ ﻣﻨﺘﻘﻞ ﻣﯽﺷﻮﻧﺪ . ﻣﻌﻤﻮﻻ ذرات رﯾﺰ ﺟﺎذب در ﺑﺴﺘﺮ ﺛﺎﺑﺘﯽ ﻧﮕﻪ داﺷﺘﻪ ﻣﯽ ﺷﻮﻧﺪ و ﺳﯿﺎل ﺑﻪ ﺻﻮرت ﭘﯿﻮﺳﺘﻪ از ﻣﯿﺎن ﺑﺴﺘﺮ ﻋﺒﻮر داده ﻣﯽ ﺷﻮد ﺗﺎ ﺟﺎﻣﺪ ﺗﻘﺮﯾﺒﺎ ﺳﯿﺮ ﺷﻮد و دﯾﮕﺮ ﻧﺘﻮان ﺑﻪ ﺟﺪاﺳﺎزي ﻣﻮرد ﻧﻈﺮ دﺳﺖ ﯾﺎﻓﺖ . ﺟﺬب ﺳﻄﺤﯽ را ﻣﯽ ﺗﻮان ﺗﻤﺎﯾﻞ ﻣﻮﻟﮑﻮﻟﻬﺎي ﻓﺎز ﺳﯿﺎل ﺑﺮاي ﭼﺴﺒﯿﺪن ﺑﻪ ﺳﻄﺢ ﺟﺎﻣﺪ ﺗﻌﺮﯾﻒ ﮐﺮد. در ﺟﺬب ﺳﻄﺤﯽ از ﺟﺎﻣﺪ ﻣﺘﺨﻠﺨﻞ اﺳﺘﻔﺎده ﻣﯽ ﺷﻮد ﮐﻪ اﯾﻦ ﻣﻨﺎﻓﺬ ﺳﻄﺢ ﺑﺴﯿﺎر زﯾﺎدي را اﯾﺠﺎد ﻣﯽ ﮐﻨﻨﺪ . ﯾﻌﻨﯽ ﻓﻘﻂ ﺳﻄﺢ ﺧﺎرﺟﯽ ﻧﺪارﯾﻢ و ﺗﺨﻠﺨﻞ ﻧﯿﺰ دارﯾﻢ و ﻫﺮﭼﻘﺪر ﺳﻄﺢ ﺟﺎذب اﻓﺰاﯾﺶ ﯾﺎﺑﺪ ﻣﻘﺪار ﻇﺮﻓﯿﺖ ﺟﺬب ﻧﯿﺰ اﻓﺰاﯾﺶمی ﯾﺎﺑﺪ . ﺑﺮاي ﺳﯿﺴﺘﻢ ﺟﺬب ﺳﻄﺤﯽ از ذرات ﺑﺎ ﺗﺨﻠﺨﻞ زﯾﺎد اﺳﺘﻔﺎده ﻣﯽﺷﻮد[10].
در ﻋﻤﻠﯿﺎت ﺟﺬب از ﻗﺎﺑﻠﯿﺖ ﺑﻌﻀﯽ از ﺟﺎﻣﺪات در ﺟﺬب ﺑﻌﻀﯽ از ﻣﻮاد ﻣﻮﺟﻮد در ﻣﺤﻠﻮل روي ﺳﻄﺢ اﺳﺘﻔﺎده ﻣﯽﺷﻮد . ﺑﻪ اﯾﻦ ﺷﮑﻞ اﺟﺰاي ﯾﮏ ﻣﺤﻠﻮل ﮔﺎزي ﯾﺎ ﻣﺎﯾﻊ را ﻣﯽ ﺗﻮان از ﻫﻢ ﺟﺪا ﮐﺮد.اﺳﺖ. ﺟﺎذب ﭘﺪﯾﺪآورﻧﺪه ﻓﻨﺎوري ﺟﺬب ﺳﻄﺤﯽ اﺳﺖ. در ﮔﺬﺷﺘﻪ اﺳﺘﻔﺎده ازﺟﺎذب ﻫﺎ ﺑﺮﻣﺒﻨﺎي ﺳﻌﯽ و ﺧﻄﺎ اﺳﺘﻮار ﺑﻮده ﮐﻪ با اﻧﺠﺎم آزﻣﺎﯾﺶ ﮐﯿﻔﯿﺖ آﻧﻬﺎ اﻧﺪازه ﮔﯿﺮي ﻣﯽشد. اﻣﺎ اﻣﺮوزه در ﺑﺮرﺳﯽهای اﻧﺠﺎم ﺷﺪه از ﻟﺤﺎظ ﻋﻠﻤﯽ ﺳﺎﺧﺘﺎر ﻣﻨﺎﻓﺬ و ﺗﺨﻠﺨﻞ وانرژی های ﺳﻄﺤﯽ و دﯾﮕﺮ ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎي ﯾﮏ ﺟﺎذب را از ﭘﯿﺶ ﺗﻌﯿﯿﻦ ﻣﯽ ﮐﻨﻨﺪ و ﺑﺮﻣﺒﻨﺎي آن ﺟﺎذب را اﺳﺘﻔﺎده می ﮐﻨﻨﺪ . در ﺳﺎﺧﺘﺎر ﻣﻮﻟﮑﻮﻟﯽ ﻣﻨﻈﻢ ﻣﻘﺪار ﺟﺬب اﻓﺰاﯾﺶ می ﯾﺎﺑﺪ و ﻣﯿﺰان اﻧﺘﺨﺎب ﭘﺬﯾﺮي ﻧﯿﺰ زﯾﺎد ﻣﯽﺷﻮد. اﻣﺮوزه ﺑﺸﺮ ﻗﺎدر اﺳﺖ ﻣﻮاد را درﺣﺪ ﻧﺎﻧﻮﻣﺘﺮي از ﻫﻢ ﺟﺪا ﮐﻨﺪ .
در ﻓﺮآﯾﻨﺪ ﺟﺬب ﺳﻄﺤﯽ ، ﺟﺎذب را Adsorbent ، ﻣﺎده ﺟﺬب ﺷﺪه را Adsorbate ، ﻣﻮاد ﻣﻌﻠﻖ را Adsorpt ﻣﯽﻧﺎﻣﯿﻢ[11].
1-12-4-اﺳﺎس ﭘﺪﯾﺪه ﺟﺬب ﺳﻄﺤﯽ
ﺑﻪ ﻃﻮر ﮐﻠﯽ ﭘﺪﯾﺪه ﺟﺬب ﺳﻄﺤﯽ ﺑﻪ ﺧﺎﻃﺮ ﺧﻮاص ﻣﻮﺟﻮد ﺑﺮ روي ﺳﻄﺢ ﺟﺎﻣﺪ اﺗﻔﺎق ﻣﯽاﻓﺘﺪ . اﯾﻦ ﺧﻮاص داراي دو ﻣﻨﺸﺄ ﻣﯽ ﺑﺎﺷﺪ . 1- ﭘﺪﯾﺪه ﻧﺎﭘﯿﻮﺳﺘﮕﯽ[9] ﺑﻪ اﯾﻦ ﻣﻔﻬﻮم اﺳﺖ ﮐﻪ ﺧﻮاص ﺳﻄﺢ ﺟﺎذب از ﺧﻮاص ﺑﻘﯿﻪ ﺟﺎذب ﻣﺘﻔﺎوت اﺳﺖ در واﻗﻊ اﺗﻢ ﻫﺎي ﺳﻄﺢ از اﺗﻢ ﻫﺎي ﺗﻮده ﻣﺘﻔﺎوت ﻫﺴﺘﻨﺪ .2- اﺗﻤﻬﺎي ﺳﻄﺢ ﺟﺎﻣﺪ ﻏﯿﺮ اﺷﺒﺎع[10]هستند. اﯾﻦ ﭘﺪﯾﺪه ﺑﻪ اﯾﻦ ﻣﻔﻬﻮم اﺳﺖ ﮐﻪ در زﯾﺮ ﺳﻄﺢ اﺗﻤﻬﺎي ﺟﺎﻣﺪ ﺑﺎ اﺗﻤﻬﺎي ﻣﺠﺎور اﺗﻢ ﭘﯿﻮﻧﺪ ﺳﻄﺤﯽ اﯾﺠﺎد ﮐﺮده اﺳﺖ اﻣﺎ در ﺳﻄﺢ اتم ﻫﺎ از ﺑﺎﻻ آزاد ﻫﺴﺘﻨﺪ و ﺗﻮاﻧﺎﯾﯽ اﯾﺠﺎد ﭘﯿﻮﻧﺪ ﺑﺎ ﻣﻮﻟﮑﻮل ﻫﺎي دﯾﮕﺮ را دارﻧﺪ. از اﯾﻦ رو ﯾﮏ ﺣﺎﻟﺖ ﺗﻤﺎﯾﻞ ﺑﺮاي رﺳﯿﺪن ﺑﻪ ﺣﺎﻟﺖ اﺷﺒﺎع در مولکول ﻫﺎي ﺳﻄﺢ وﺟﻮد دارد . ﺑﻨﺎﺑﺮاﯾﻦ ﺧﺎﺻﯿﺖ ﺟﺬب ﺳﻄﺤﯽ در آن اﯾﺠﺎد ﻣﯽ ﺷﻮد.
وﯾﮋﮔﯽ ﻫﺎي ﭘﺪﯾﺪه ﺟﺬب ﺳﻄﺤﯽ از ﻋﺒﺎرﺗﻨﺪ از :
  • اﯾﻦ ﭘﺪﯾﺪه در ﺳﯿﺴﺘﻢ ﻫﺎي ﻓﯿﺰﯾﮑﯽ، ﺷﯿﻤﯿﺎﯾﯽ و ﺑﯿﻮﻟﻮژﯾﮑﯽ ﻗﺎﺑﻞ اﺟﺮا اﺳﺖ .
  • ﺑﺮاي ﺧﺎﻟﺺ ﺳﺎزي در ﺳﯿﺴﺘﻢ ﻫﺎي ﮔﺎز و ﻣﺎﯾﻊ ﺑﺼﻮرت ﺻﻨﻌﺘﯽ ﻗﺎﺑﻞ اﺳﺘﻔﺎده اﺳﺖ.
  • ﺑﺮاي ﺳﯿﺴﺘﻢ ﻫﺎي ﺗﺼﻔﯿﻪ آب و ﻓﺎﺿﻼب و ﺑﺮﻃﺮف ﮐﺮدن آﻟﻮدﮔﯽ ﻫﻮا ﻗﺎﺑﻞ اﺳﺘﻔﺎده اﺳﺖ .
  • ﻣﺜﺎﻟﻬﺎي اوﻟﯿﻪ ، ﺟﺬب ﺳﻄﺤﯽ ﺷﺎﻣﻞ ﻓﺮآﯾﻨﺪ ﺟﺬب ﺑﺮاي ﺑﺎزﯾﺎﻓﺖ ﻫﯿﺪروﮐﺮﺑﻦ ﻫﺎي آروﻣﺎﺗﯿﮏ در ﺳﺎل 1950 ﻣﯽﺑﺎﺷﺪ.
  • اﻣﺮوزه ﺑﺎ ﭘﯿﺸﺮﻓﺖ ﻋﻠﻢ و ﺗﮑﻨﻮﻟﻮژي، ﺟﺬب ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ﺟﺎذﺑﻬﺎي ﺟﺪﯾﺪ ﺑﺎ ﻗﺎﺑﻠﯿﺖ ﺟﺬب ﺑﺴﯿﺎر ﺑﺎﻻ ﺻﻮرت میﭘﺬﯾﺮد.
1-13-انواع جذب سطحی
1-13-1-جذب فیزیکی یا جذب واندروالس :
یک پدیده برگشت پذیر است که نتیجه نیروهای جاذبه بین مولکول­های جامد و ماده جذب شده است. بین مولکول ها انواع نیروهای درونی وجود داردو یکی از این نیروها، واندروالس است. این نیروی بسیارضعیفی است که دو مولکول را به همدیگر جذب می­کند، اما این نیرو تبادل الکترون­ و تشکیل پیوند شیمیایی را شامل نمی­شود. این نیروی فیزیکی بسیار ضعیف است. برای مثال وقتی نیروی جاذبه بین یک جامد و یک گاز بیشتر از نیروهای بین مولکولهای گاز باشد، گاز روی سطح جامد جمع و متراکم می­شود. ماده جذب شده در شبکه کریستالی جامد نفوذ نمی­کند و در آن حل نمی­شود، بلکه در سطح باقی می­ماند. درهرحال اگر جامد دارای تخلخل و لوله­های موئین زیادی باشد، ماده جذب شده، در صورتی که جامد را تر کند، به داخل این شکاف­ها نفوذ نمی­کند[12].

1-13-2-جذب شیمیایی یا جذب سطحی فعال شده :
جذب شیمیایی یا جذب سطحی فعال شده نتیجه فعل و انفعالات شیمیایی جامد و ماده جذب شده است. قدرت پیوند شیمیایی حاصل به طور قابل توجهی در حالات مختلف تغییر می­کند و شناسایی ترکیبات شیمیایی عملا مشکل است ولی نیروهای چسبندگی معمولاً بیشتر از آن چیزی است که در جذب فیزیکی وجود دارد. این پیوند شیمیایی قوی است و حدود 100 برابر جذب فیزیکی انرژی جذب دارد. حرارت آزاد شده در جذب شیمیایی معمولا زیاد و در حدود حرارت یک واکنش شیمیایی است . فرآیند عموماً برگشت ناپذیر است و با دفع و جداسازی اولیه ماده جذب شده، تغییر شیمیایی در آن مشاهده می­شود [18].
1-14- ﺗﻌﺎدل ﻣﻨﺤﻨﯽ ﻫﺎي ﻫﻤﺪﻣﺎي ﺟﺬب
اﮔﺮ ﻣﺎده ﺟﺬب ﺷﻮﻧﺪه و ﺟﺎذب ﻣﺪت زﻣﺎن ﮐﺎﻓﯽ ﺑﺎ ﻫﻢ در ﺗﻤﺎس ﺑﺎﺷﻨﺪ ﺗﻌﺎدﻟﯽ ﺑﯿﻦ ﻣﻘﺪار ﻣﺎده ﺟﺬب ﺷﺪه و ﻣﻘﺪار ﻣﺎده ﺑﺎﻗﯽ ﻣﺎﻧﺪه در ﺳﯿﺎل ﺑﺮﻗﺮار ﻣﯽﺷﻮد . ﻣﻨﺤﻨﯽ ﻫﻤﺪﻣﺎي ﺟﺬب راﺑﻄﻪ ﺗﻌﺎدﻟﯽ ﺑﯿﻦ ﻏﻠﻈﺖ در ﻓﺎز ﺳﯿﺎل و ﻏﻠﻈﺖ در ذرات ﺟﺎﻣﺪ در دﻣﺎي ﻣﺸﺨﺺ اﺳﺖ . ﻏﻠﻈﺖ ﮔﺎزﻫﺎ اﻏﻠﺐ ﺑﻪ ﺻﻮرت درﺻﺪ ﻣﻮﻟﯽ و ﯾﺎ ﻓﺸﺎر ﺟﺰﺋﯽ ﺑﯿﺎن ﻣﯽﺷﻮد . ﻏﻠﻈﺖ ﻣﺎﯾﻌﺎت اﻏﻠﺐ ﺑﺮﺣﺴﺐ واﺣﺪﻫﺎي ﺟﺮم ﻣﺎﻧﻨﺪ (ppm) ﻗﺴﻤﺖ در ﻣﯿﻠﯿﻮن ﺑﯿﺎن ﻣﯽ ﮔﺮدد . ﻏﻠﻈﺖ ﻣﺎده ﺟﺬب ﺷﺪه روي ﺟﺎﻣﺪ ﺑﻪ ﺻﻮرت ﺟﺮم ﺟﺬب ﺷﺪه ﺑﻪ واﺣﺪ ﺟﺮم ﺟﺎذب اوﻟﯿﻪ ﻣﺸﺨﺺ ﻣﯽﺷﻮد[13-15].
راﺑﻄﻪ ﺗﻌﺎدﻟﯽ ﺑﻮﺳﯿﻠﻪ اﯾﺰوﺗﺮم ﻫﺎ ﺗﻮﺻﯿﻒ ﻣﯽ ﺷﻮد . اﮔﺮ ﻋﺒﺎرات زﯾﺮ را ﺑﺪﯾﻦ ﺷﮑﻞ ﺗﻌﺮﯾﻒ ﻧﻤﺎﯾﯿﻢ :
qe : ﺟﺮم ﻣﺎدهﺟﺬب ﺷﺪه در ﺣﺎﻟﺖ ﺗﻌﺎدل ﺑﻪ ازاي ﺟﺮم ﺟﺎذب
Ce :ﻏﻠﻈﺖ ﺗﻌﺎدﻟﯽ در ﻣﺤﻠﻮل زﻣﺎﻧﯽ ﮐﻪ ﻣﻘﺪار ﻣﺎده ﺟﺬب ﺷﺪه ﺑﺮاﺑﺮ ﺑﺎ qe می باشد.
1-15- اﻧﻮاع ﻣﻨﺤﻨﯽ ﻫﺎي ﻫﻤﺪﻣﺎ
ﺑﺮﺧﯽ از اﺷﮑﺎل ﺷﺎﺧﺺ ﻣﻨﺤﻨﯽ ﻫﺎي ﻫﻤﺪﻣﺎ ﺑﻪ ﺻﻮرت ﻧﻤﻮدارﻫﺎي ﺣﺴﺎﺑﯽ در ﺷﮑﻞ 1-2 ﻧﺸﺎن داده ﺷﺪه اﻧﺪ. ﻣﻨﺤﻨﯽ ﻫﻤﺪﻣﺎي ﺧﻄﯽ از ﻣﺒﺪأ ﻣﯽ ﮔﺬرد و در آن ﻣﻘﺪار ﻣﺎده ﺟﺬب ﺷﺪه ﻣﺘﻨﺎﺳﺐ ﺑﺎ ﻏﻠﻈﺖ آن در ﺳﯿﺎل اﺳﺖ.ﻣﻨﺤﻨﯽ ﻫﺎي ﻫﻤﺪﻣﺎﯾﯽ ﮐﻪ اﻧﺤﻨﺎي آﻧﻬﺎ رو ﺑﻪ ﺑﺎﻻ اﺳﺖ ﻣﻄﻠﻮب ﺧﻮاﻧﺪه ﻣﯽ ﺷﻮﻧﺪ زﯾﺮا ﻣﯽ ﺗﻮان ﺑﺎر ﻧﺴﺒﺘﺎ زﯾﺎدي را از ﺳﯿﺎﻟﯽ ﺑﺎ ﻏﻠﻈﺖ ﮐﻢ ﺑﺪﺳﺖ آورد. ﺣﺎﻟﺖ ﺣﺪي ﯾﮏ ﻣﻨﺤﻨﯽ ﻫﻤﺪﻣﺎي ﻣﻄﻠﻮب ﺟﺬب ﺑﺮﮔﺸﺖ ﻧﺎﭘﺬﯾﺮ اﺳﺖ ﮐﻪ در آن ﻣﻘﺪار ﻣﺎده ﺟﺬب ﺷﺪه ﺗﺎ ﻏﻠﻈﺖ ﻫﺎي ﺑﺴﯿﺎر ﭘﺎﯾﯿﻦ ﻣﺴﺘﻘﻞ از ﻏﻠﻈﺖ اﺳﺖ. ﺑﺎ اﻓﺰاﯾﺶ دﻣﺎ ﻣﻘﺪار ﻣﺎده ﺟﺬب ﺷﺪه در ﺗﻤﺎم ﺳﯿﺴﺘﻢ ﻫﺎ ﮐﺎﻫﺶ ﻣﯽ ﯾﺎﺑﺪ، در ﻧﺘﯿﺠﻪ می ﺗﻮان ﺑﺎ ﺑﺎﻻ ﺑﺮدن دﻣﺎ ﻣﺎده ﺟﺬب ﺷﺪه را ﺣﺘﯽ از ﺳﯿﺴﺘﻢ ﻫﺎي ﺑﺮﮔﺸﺖ ﭘﺬﯾﺮ ﻧﯿﺰ ﺟﺪا ﮐﺮد. اﻣﺎ وﻗﺘﯽ ﺟﺬب ﺑﺴﯿﺎر ﻣﻄﻠﻮب و ﯾﺎ ﺑﺮﮔﺸﺖ ﻧﺎﭘﺬﯾﺮ اﺳﺖ در ﻣﻘﺎﯾﺴﻪ ﺑﺎ ﻣﻨﺤﻨﯽ ﻫﺎي ﻫﻤﺪﻣﺎي ﺧﻄﯽ واﺟﺬﺑﯽ ﺑﻪ دﻣﺎي ﺑﺴﯿﺎر زﯾﺎدي ﻧﯿﺎز دارد. ﻣﻨﺤﻨﯽ ﻫﻤﺪﻣﺎﯾﯽ ﮐﻪ اﻧﺤﻨﺎي آن رو ﺑﻪ ﭘﺎﯾﯿﻦ اﺳﺖ ﻧﺎﻣﻄﻠﻮب ﺧﻮاﻧﺪه ﻣﯽ ﺷﻮد ﭼﺮا ﮐﻪ ﺑﺎر ﻧﺴﺒﺘﺎ ﮐﻤﯽ از ﻣﺎده ﺟﺬب ﺷﺪه ﺑﺮ روي ﺟﺎﻣﺪ ﻣﯽﻧﺸﯿﻨﺪ[10].



دریافت فایل
جهت کپی مطلب از ctrl+A استفاده نمایید نماید





مقاله


پاورپوینت


فایل فلش


کارآموزی


گزارش تخصصی


اقدام پژوهی


درس پژوهی


جزوه


خلاصه