بررسی سینتیک و ترمودینامیک حذف رنگ آزوی rb5به کمک: الف) نانوذرات fe/pd و ب) نانوصفحات گراف & شبیه سازی دینامیک مولکولی جذب rb5 روی نانوصفحه ی گرافن

این پایان نامه شامل دو بخش است: بخش اول مربوط به بررسی تجربی حذف یک رنگ آزو (rb5) با استفاده از نانوذرات fe/pd و نانوصفحات گرافن است و در بخش دوم جذب rb5 روی نانوصفحه ی گرافن به صورت نظری با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی مورد بررسی قرار گرفته است. بخش اول آب یکی از مهم ترین اجزاء برای ادامه ی حیات است و به طور مستقیم با بهداشت عمومی، تولید انرژی و توسعه ی اقتصادی و صنعتی در ارتباط است. آلودگی آب نه تنها دسترسی به منابع آب مناسب و سالم را محدود می کند بلکه سبب شیوع بیماری ها، تغییر اکوسیستم و اثرات مخرب زیست محیطی می شود. در میان آلاینده های مختلف، رنگ های آزو به دلیل کاربرد گسترده از اهمیت خاصی برخوردار هستند. اخیراً، پیشرفت فناوری نانو و کشف ویژگی های جدید و منحصر به فرد نانومواد، افق جدیدی برای تصفیه ی آب ترسیم نموده است. یک فناوری نوظهور برای از بین بردن آلاینده های مقاوم مثل رنگ های آزو، استفاده از نانوذرات فلزی است. در بین تمام فلزات، آهن صفرظرفیتی (fe (o)) به دلیل هزینه ی کم، فراوانی، سهولت جداسازی و سازگاری با محیط زیست به طور گسترده ای برای تصفیه ی آب استفاده می شود. با این حال، کاربرد نانوذرات (fe (o)) به دلیل تشکیل لایه ی اکسیدی که مراکز فعال سطحی را مسدود می کند محدود می شود. یک روش علمی برای غلبه بر این محدودیت، ترکیب نانوذرات (fe (o)) با سایر فلزات و ایجاد یک سیستم دوفلزی است. فلزات گروه پلاتین نظیر پالادیم به دلیل پایداری شیمیایی و فعالیت کاتالیزوری بالا گزینه های بسیار مناسبی برای تشکیل نانوذرات دوفلزی هستند. روش موثر و پرکاربرد دیگری برای حذف رنگ از منابع آبی، روش جذب است. در میان جاذب های مختلفی که تاکنون مورد استفاده قرار گرفته است، نانومواد کربنی شامل کربن فعال، فولرن، نانولوله های کربنی و گرافن نقش مهمی در تصفیه ی آب دارند. گرافن جزء سازنده ی اصلی سایر ترکیبات بر پایه ی کربن است. ویژگی های منحصر به فرد گرافن در مقایسه با سایر آلوتروپ های کربن عبارتند از: الکترون های ? غیرمستقر گسترده، مساحت سطحی بزرگ و ساختار مسطح که این ویژگی ها گرافن را به یک جاذب فوق العاده تبدیل کرده است. در بین انواع مواد موجود، تمرکز این مطالعه بر استفاده از نانوذرات fe/pd و نانوصفحات گرافن برای حذف یک رنگ آزو است. به نظر می رسد که اثرات همکاری متقابل نانوذرات fe/pd و فعالیت کاتالیزوری pd سبب عملکرد بهتری در حذف رنگ ری اکتیو بلک5 (rb5) شود. rb5 به دلیل کاربرد گسترده ی آن در صنعت نساجی به عنوان مدل انتخاب شد. در بخش اول پایان نامه، نانوذرات fe/pd با یک روش ساده و سریع کاهش پی درپی تهیه شدند. همچنین، نانوصفحات گرافن از طریق سوزاندن نوار منیزیم در یخ خشک تهیه شدند. چندین روش مشخصه یابی ازجمله پراش پرتوی ایکس، طیف سنجی فلوئورسانس پرتوی ایکس،طیف سنجی فوتوالکترونی پرتوی ایکس، میکروسکوپ الکترونی عبوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد استفاده قرار گرفتند تا اطلاعاتی در مورد اندازه، مورفولوژی، ترکیب شیمیایی و مساحت سطح نانومواد تهیه شده در اختیار قرار دهند.