حذف ناپیوسته سرب و کادمیم از محلول های آبی با استفاده از نانولوله های کربنی چند دیواره

آلودگی منابع آب به فلزات سنگین یکی از معضلات زیست محیطی در سطح جهانی است. به دلیل بالا بودن سطح سمیت سرب و کادمیم و تمایل آن ها به تجمع در بافت های زنده، حذف آن ها از آب های آلوده ضروری است. امروزه جاذب های نانو مواد نظیر نانولوله کربن چند دیواره به دلیل سطح مخصوص بالا، اندازه کوچک، و پایداری شیمیایی کاربرد وسیعی در محیط زیست دارند. بدین منظور، عملکرد این جاذب در حذف فلزات سنگین سرب و کادمیم با استفاده از روش ناپیوسته مورد ارزیابی قرار گرفت. به منظور بررسی فرآیند جذب، اثر متغیرهای مختلف مانند زمان تماس، دما، غلظت اولیه، دوز جاذب و pH محلول مورد بررسی قرار گرفت. به منظور ارزیابی داده های سینتیک جذب، داده های آزمایشگاهی به مدل های شبه مرتبه اول و شبه مرتبه دوم برازش داده شد و همچنین به منظور ارزیابی داده های ایزوترم جذب مدل های لانگمویر، فروندلیچ و فروندلیچ-لانگمویر مورد استفاده قرار گرفت. خصوصیت جاذب توسط روش های مختلفی نظیر طیف سنج مادون قرمز، میکروسکوپ الکترونی روبشی، سطح مخصوص و بار صفر بستر تعیین گردید. نتایج بررسی ها نشان داد که بیشترین جذب فلزات سرب و کادمیم توسط جاذب موردمطالعه در pH ۸-۶، زمان تماس ۵ دقیقه و دوز جاذب برابر ۰۵/۰ گرم است. مدل شبه مرتبه دوم (۱=R۲) داده های سینتیک آزمایشگاهی را بهتر توصیف می کند. همچنین معادلات ایزوترم جذب نشان می دهد که ایزوترم فروندلیچ-لانگمویر فرآیند جذب را بهتر توصیف می کند و مطابقت بیشتری با داده های آزمایشگاهی دارد (برای فلز سرب ۴۲/۴= SEE و ۹۸۴/۰=R۲ و برای فلز کادمیم ۲۷/۵= SEE و ۹۶۹/۰=R۲). حداکثر میزان جذب سرب و کادمیم در آزمایش های ناپیوسته ۸۶/۱۳۷ و ۸۲/۱۱۰ میلی گرم بر گرم به دست آمد. نتایج بدست آمده از تکنیک طیف سنج مادون قرمز نشان داد که گروه های عاملی O-H بر روی سطح جاذب نانولوله کربن چند دیواره دارای نقش مهمی در جذب فلزات سنگین دارد.

کلیدواژه ها:

سرب ، کادمیم ، کارایی جذب سطحی ، مدل ایزوترم ، مدل سینتیک جذب