نوع مقاله : مقاله پژوهشی کامل

نویسنده

• حمید یزدانی

چکیده

فلزات سنگینی مانند سرب، نیکل و کادمیوم موجود در پساب‌های صنعتی، خطرات جدی برای محیط زیست و سلامت عمومی ایجاد می‌کنند. در این مطالعه، نانوذرات اکسید آهن مغناطیسی با اندازه کریستالیت ۱۸ نانومتر به روش هم‌رسوبی سنتز شده و کارایی آن‌ها برای حذف هم‌زمان یون‌های Pb(II)، Ni(II) و Cd(II) از محلول‌های آبی ارزیابی شد. مشخصه‌یابی نانوذرات با استفاده از روش‌های پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپ نوری و اندازه‌گیری‌های مغناطیسی انجام گرفت. آزمایش‌های جذب ناپیوسته (Batch) در دمای ۲۵ درجه سانتی‌گراد برای بررسی تأثیرات pH (۳ تا ۹)، مقدار جاذب (۰٫۳ تا ۱٫۰ گرم بر لیتر) و زمان تماس (۵ تا ۳۰ دقیقه) اجرا شد. نوآوری اصلی این پژوهش، دستیابی به بازده حذف بالا در شرایط اسیدی (pH = 3) بدون نیاز به هیچ‌گونه اصلاح سطحی است: %‌۹۷ برای Pb(II)، ۹۸٪ برای Ni(II) و %‌۹۱ برای Cd(II)؛ که این امر نشان‌دهنده پتانسیل بالای این نانوذرات برای تصفیه پساب‌های صنعتی اسیدی بدون نیاز به تنظیم pH می‌باشد. افزایش pH به ۹، بازده حذف را به %‌۴۵ برای Pb(II)، %۵۸ برای Ni(II) و %‌۴۱ برای Cd(II) کاهش داد. مقدار بهینه جاذب ۰٫۵ گرم بر لیتر تعیین شد؛ مقادیر بالاتر به دلیل تجمع (کلوخه شدن) ذرات، موجب کاهش بازده گردید. تعادل جذب در مدت ۲۵ تا ۳۰ دقیقه حاصل شد. داده‌های سینتیکی انطباق بسیار خوبی با مدل شبه‌مرتبه دوم نشان دادند، در حالی که داده‌های تعادلی به خوبی با ایزوترم لانگمویر توصیف شدند که بیانگر وقوع فرآیند شیمی‌جذب تک‌لایه بر روی سایت‌های جذب همگن است. حداکثر ظرفیت‌های جذب برای یون‌های Pb(II)، Ni(II) و Cd(II) به ترتیب برابر با ۳٫۴۲، ۷٫۲۸ و ۱٫۴۱ میلی‌گرم بر گرم تعیین گردید. قابلیت جداسازی مغناطیسی سریع و امکان استفاده مجدد، این نانوذرات را به جاذبی کارآمد و مقرون‌به‌صرفه برای تصفیه پساب‌های صنعتی تبدیل کرده است.

کلیدواژه‌ها

• نانوذرات اکسید آهن
• حذف فلزات سنگین
• تصفیه فاضلاب
• جذب
• جداسازی مغناطیسی
• پساب صنعتی

موضوعات

• فرایندهای استخراج جدید و میکرواستخراج؛ تهیه نمونه؛ تکنیک های جداسازی برای گونه‌های سمی؛ آنالیز حرارتی