جذب انتخابی جیوه (II) از محلول آبی با استفاده از نانوذرات کیتوزان عامل‌دار شده با کربن دی سولفید

حذف جیوه از محیط‌های آبی به سبب مشکلات محیط زیستی آن، توجه زیادی را به خود معطوف داشته است. لذا هدف از این پژوهش حذف جیوه (II) از محلول آبی با سنتز نانو کیتوزان اصلاح شده با گروه عاملی کربن دی سولفید است. در ابتدا نانوکیتوزان با استفاده از اسید سیتریک به‌عنوان عامل اتصال دهنده عرضی دوستدار محیط زیست، سنتز شد و سپس با گروه کربن دی سولفید عامل‌دار شد. آنالیز‌های طیف‌سنجی رزونانس مغناطیسی هسته‌ای پروتون، طیف‌سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه، تصویربرداری میکروسکوپ الکترونی روبشی و تصویربرداری میکروسکوپ الکترونی عبوری به‌منظور تشخیص و بررسی ویژگی‌های نانوجاذب سنتز شده انجام شد. فرایند جذب یون جیوه در محلول سنتز شده یون فلزی در سیستم ناپیوسته در شرایط مختلف (pH، دما، زمان تماس، غلظت اولیه یون فلزی و میزان جاذب) بررسی شد. روند جذب برای بررسی میزان تطابق داده‌ها با مدل‌های همدمای فروندلیچ و لانگمیر و نیز سینتیک و ترمودینامیک جذب در سیستم ناپیوسته صورت گرفت. استفاده مجدد از جاذب سنتز شده توسط اسید کلریدریک 5/0 مولار انجام و همچنین اثر یون‌های مداخله‌گر برای انتخاب‌پذیری نانوجاذب سنتز شده بررسی شد. آنالیزها انجام موفق مراحل سنتز و عاملدار کردن نانوجاذب را تأیید کردند. 7=pH، مقدار 15/0 گرم در لیتر جاذب، غلظت 30 میلی‌گرم بر گرم یون جیوه و زمان تماس 120 دقیقه به‌عنوان مقدار بهینه تعیین شد. از میان مدل‌های همدمای جذبی، مدل لانگمیر به‌عنوان مدل مناسب برای این جاذب برازش شد. بیشترین ظرفیت جذب تعادلی برای یون جیوه 03/303 میلی‌گرم بر گرم به‌دست آمد. نتایج سینتیک و مکانیسم جذب نیز نشان داد که روند جذب یون جیوه پیروی بهتری از مدل سینتیکی شبه درجه دوم داشته است. نتایج ترمودینامیک نشان داد که فرایند جذب یک فرایند خودبخودی و گرماده است. نتایج بازیابی جاذب سنتز شده طی 5 چرخه متوالی جذب- بازجذب، بیش از 95 درصد بازیابی را نشان داد. نتایج اثر یون‌های مزاحم نشان داد که درصد حذف جیوه با عامل‌دار کردن نانوکیتوزان با گروه عاملی کربن دی سولفید تا حدود بیش از 88 درصد افزایش یافت و جاذب سنتز شده دارای گزینش‌پذیری زیادی برای یون جیوه است. باتوجه به اینکه در پساب واقعی، میزان یون جیوه و سایر عناصر مداخله‌گر، در مقدار کمتری است، بنابراین با توجه به راندمان زیاد حذف جاذب، انتظار کاهش مقدار جیوه تا به حد مجاز تعیین شده به‌وسیله جاذب سنتز شده وجود دارد. به‌طور کلی نتایج نشان داد نانوکیتوزان گوگرددار سنتز شده، به‌علت ظرفیت جذب زیاد جیوه و توانایی حذف آن به مقدار مجاز تعیین شده توسط EPA، قابلیت استفاده مجدد و گزینش‌پذیری برای جذب یون فلزی جیوه، به‌عنوان جاذب مؤثر ارزان قیمت برای حذف جیوه از پساب واقعی می‌تواند استفاده شود.

کلیدواژه ها:

نانوکیتوزان عامل‌دار شده ، کربن دی سولفید ، جذب ، جیوه