بررسی کارایی هیدروکسید لایه ای منیزیم-آلومینیوم سنتز شده جهت حذف یون کلرید از پساب سرب و روی انگوران زنجان

زمینه و هدف: آنیون های خورنده در پساب های صنعتی می توانند مشکلات عدیده ای را به لحاظ محیط زیستی و اقتصادی به همراه داشته باشند. در این مطالعه هیدروکسید لایه ای منیزیم و آلومینیوم با بار اضافی مثبت سنتز شد و جهت جذب یون های کلرید از پساب سرب و روی انگوران زنجان مورداستفاده قرار گرفت. مواد و روش ها: جهت سنتز، نیترات منیزیم (Magnesium Nitrate) و نیترات آلومینیوم (Aluminum Nitrate) با نسبت مولی۴ مخلوط شدند. ماده بلورین سنتز شده با آنالیز پراش اشعه ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی به همراه طیف سنجی پراش انرژی، طیف سنجی مادون قرمز و اندازه گیری پتانسیل زتا سطح جاذب موردبررسی قرار گرفت. یافته ها: نتایج پراش اشعه ایکس ساختار لایه ای هیدروکسید منیزیم-آلومینیوم را تایید کرد که  قبل و بعد از جذب تفاوت چندانی به لحاظ ساختار بلورین ایجاد نشده و تنها فاصله بین لایه ها تغییر پیداکرده است. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی متراکم شدن جاذب بعد از جذب یون کلرید را نشان داد و همچنین طیف سنجی پراش انرژی وجود یون های کلرید و ترسیب یون کلسیم بعد از جذب را تائید نمود. اندازه گیری زتا پتانسیل، بار مثبت سطح جاذب را تایید کرد. یافته های حاصل از جذب نشان دادند که با توجه به اینکه جذب از طریق برقراری برهمکنش میان بار مثبت اضافی در لایه های جاذب و آنیون موجود صورت می گیرد میزان جذب و حذف یون کلرید از پساب به وجود این بار اضافی بستگی دارد. مطالعات ایزوترم جذب تطابق داده های تجربی با مدل لانگمویر را نشان داد که نشان دهنده وجود برهمکنش میان جاذب و جذب شونده است و حداکثر ظرفیت جذب برای نسبت Mg/Al برابر با ۴ در دمای C°۶۰ mg/g ۸/۱۵۳ تعیین شد. مرحله تعیین کننده سرعت مرحله برقراری برهمکنش میان یون های کلرید و هیدروکسید لایه ای آلومینیوم-منیزیم تعیین شد. نتایج نشان دادند با افزایش میزان جاذب از ۵/۱ تا ۵/۴ گرم میزان جذب افزایش می یابد و زمان تعادل از ۹۰ دقیقه در ۵/۱ گرم جاذب به ۴ ساعت در  ۵/۴ گرم افزایش می یابد. درنهایت مطالعات ترمودینامیکی خود به خودی بودن فرایند جذب و قوی تر شدن برهمکنش میان جاذب و جذب شونده با افزایش دما را نشان داد.  نتیجه گیری: حذف یون کلرید از طریق تثبیت آن در لایه های هیدروکسید آلومینیوم-منیزیم می تواند راهکار خوبی جهت کاهش یون کلرید از پساب صنعتی سرب و روی زنجان باشد زیرا که کلرید هیدروکسید آلومینیوم-منیزیم به دست آمده نسبت به یون کلر اضافی نفوذناپذیر بوده و می تواند به عنوان ملات ساختمانی در سازه های دریایی به خوبی استفاده شود.

کلیدواژه ها:

Chloride ions adsorption ، Adsorption isotherms ، Adsorption kinetics ، هیدروکسید دوگانه لایه ای ، جذب یون های کلرید ، ایزوترم جذب ، سینتیک جذب ، پتانسیل تا