حذف آلاینده های معدنی از محلول های آبی توسط کمپوزیت های رس های فیبری و نانوذرات صفرظرفیتی آهن

سابقه و هدف: در سال های اخیر، به منظور حذف آلاینده ها از فاضلاب ها و آب های زیرزمینی، نانوذرات صفر ظرفیتی آهن مورد توجه محققان قرار گرفته اند. این ترکیبات به طور موثری می توانند آلاینده ها را از آب حذف کنند، اما محدودیت هایی چون فقدان پایداری، هماوری سریع و عدم جداسازی از محیط تیمارشده از مشکلات کاربرد این مواد است. استفاده از مواد میزبان به عنوان روش مناسبی برای غلبه بر این مشکلات پیشنهاد شده است. کانی های رسی  یکی از منابع فراوان طبیعی و ترکیبی مناسب به عنوان ماده میزبان برای نانوذرات آهن هستند. در این پژوهش، از کمپوزیت رس های فیبری نانوذرات صفر ظرفیتی آهن در حذف آلاینده ها از محلول های آبی استفاده شده است. مواد و روش ها: کمپوزیت های رس های سپیولیت و پالیگورسکیت با نانوذرات صفر ظرفیتی آهن به روش احیای سبز آهن با استفاده از عصاره چای سبز ساخته شدند. به منظور تعیین ظرفیت جذب هر کدام از کمپوزیت ها در حذف آلاینده های فسفر (P)، نیکل (Ni) و کادمیوم (Cd) از محلول های آبی، غلظت های متفاوتی از هر کدام از آلاینده ها به نسبت ۱ درصد جاذب و جذب شونده به مدت ۲۴ ساعت در تماس با کمپوزیت های سنتز شده قرار گرفتند. پس از جداسازی فاز محلول از جامد، غلظت باقیمانده هر کدام از آلاینده ها در محلول ها اندازه گیری شد و مدل های لانگمویر، فروندلیچ و دوبینین-رادشکوویچ بر داده های حاصل از جذب برازش داده شدند. نتایج و بحث: مدل های لانگمویر و فروندلیچ توانستند به خوبی جذب فسفر را روی هر دو کمپوزیت توصیف کنند. حداکثر ظرفیت جذب (qmax) کمپوزیت سپیولیت-نانوذرات صفر ظرفیتی آهن و کمپوزیت پالیگورسکیت- نانوذرات صفر ظرفیتی آهن برای فسفر به ترتیب برابر با ۳۸/۱۱ و ۵۷/۸ میلی گرم بر گرم تعیین شد. داده های حاصل از جذب کادمیوم و نیکل توسط هر دو کمپوزیت برازش خوبی با مدل های لانگمویر، فروندلیچ و دوبینین-رادشکوویچ نشان دادند. نتایج حاصل از ثابت حداکثر ظرفیت جذب مدل لانگمویر (qmax) نشان دهنده توانایی جذب بیشتر کادمیوم توسط کمپوزیت سپیولیت-نانوذرات صفر ظرفیتی آهن نسبت به کمپوزیت پالیگورسکیت-نانوذرات صفر ظرفیتی بود. نتایج حاصل از ضریب ثابت KF مدل فروندلیچ نیز تایید کننده توانایی بیشتر کمپوزیت سپیولیت-نانوذرات صفر ظرفیتی در حذف فسفر و کادمیوم در مقایسه با کمپوزیت پالیگورسکیت-نانوذرات صفر ظرفیتی آهن است. کمپوزیت پالیگورسکیت-نانوذرات صفر ظرفیتی آهن توانست در حذف نیکل برخلاف دو ترکیب فسفر و کادمیوم موفق تر از کمپوزیت سپیولیت-نانوذرات صفر ظرفیتی آهن عمل کند. ثابت KL مدل لانگمویر که بیانگر تمایل جذب است نیز برای کمپوزیت پالیگورسکیت نسبت به سپیولیت بیشتر بود. مقادیر فاکتور جداسازی (RL) که نشان دهنده مطلوبیت جذب است برای هر دو کمپوزیت سپیولیت-نانوذرات صفر ظرفیتی آهن و پالیگورسکیت-نانوذرات صفر ظرفیتی آهن بیشتر از صفر و کمتر از یک محاسبه شد که نشان دهنده جذب مطلوب فسفر، کادمیوم و نیکل روی هر دو کمپوزیت است.  نتیجه گیری: کمپوزیت های رس های فیبری-نانوذرات صفر ظرفیتی آهن سنتزشده به روش سبز به دلیل سازگار بودن با محیط زیست و عدم استفاده از مواد شیمیایی مخرب محیط زیست و همچنین توانایی مناسب برای حذف ترکیبات معدنی از آب می توانند به عنوان جاذب هایی موثر در حذف فسفر از پساب های کشاورزی و حذف فلزات سنگین همچون نیکل و کادمیوم از فاضلاب کارخانجات و صنایع استفاده شوند.   

کلیدواژه ها:

پالیگورسکیت ، سپیولیت ، فسفر ، کادمیوم ، نیکل