سنتز جاذب مغناطیسیUIO-۶۶-MnFe۲O۴-TiO۲ به منظور جذب سطحی Cr(VI) به کمک طراحی آزمایش

با پیشرفت صنایع مختلف در جهان یکی از مشکلات مهمی که با آن مواجه هستیم آلودگی محیط زیست به فلزات سنگین است.یکی از سمی ترین فلزات سنگین که حتی در غلظت های پایین مشکل ساز است، Cr(IV) می باشد. در این مطالعه حذف این ماده سمی با راندمان بالا به وسیله ی جاذب مغناطیسی UIO-۶۶-MnFe۲O۴-TiO۲ مورد بررسی قرار گرفت. به این منظور نانو کامپوزیت مغناطیسی(UIO-۶۶-MnFe۲O۴-TiO۲)  بر روی بستر چارچوب های آلی فلزی  (MOF)، به منظور جذب سطحی Cr(IV)  سنتز شد. انتخاب روش هیدروترمال برای سنتز UIO-۶۶ علاوه بر سادگی موجب ساختUIO-۶۶  به صورت خالص و کار آمد گشت که در طول آزمایش ها راندمان بسیار بالایی را ایجاد کرد. به جهت مغناطیسی کردن جاذب از نانو ذرات MnFe۲O۴ کمک گرفته شد. برای افزایش خواص مغناطیسی و افزایش راندمان بارگذاری نانو ذره ی MnFe۲O۴ ، از  نانو ذره TiO۲ کمک گرفته شد تا میزان بارگذاری برروی جاذب افزایش یابد. آزمون های XRD، SEM، FT-IR،BET، VSM و EDX به منظور بررسی سطح و راستی آزمایی ساخت جاذب استفاده شد. تاثیر چهار متغیر موثر در طول آزمایش جذب سطحی همچون میزان جاذب (۰۵/۰ تا ۲۵/۰ گرم)، pH (۲ تا ۶)، زمان جذب (۱۵ تا ۷۵ دقیقه)، غلظت اولیه یون فلزی (۲۰۰ تا ۱۰۰۰ میلی گرم بر لیتر) در پنج سطح (۲- تا ۲+) با استفاده از طراحی آزمایش به روش سطح پاسخ (RSM) و طراحی مرکب مرکزی ( CCD) بررسی شد. بهترین شرایط برای متغیرهای مستقل برای غلظت اولیه فلز میزان  ۵۵۲ mg/l مشخص شد. میزان بهینه ی pH در طول آزمایش برابر با  ۴ به دست آمد. در نهایت میزان بهینه برای پارامتر های زمان جذب و میزان جاذب به ترتیب ۳/۴۲ min و ۱۴۳/۰ gr و همچنین حداکثر میزان جذب ۹۸ درصد به دست آمد. بررسی و مطالعه سینتیک و ایزوترم جذب نشان داد که مدل شبه مرتبه دوم و ایزوترم لانگمویر به خوبی داده های Cr(IV) را پوشش می دهد. پس از پایان فرایند می توان جاذب را با یک میدان مغناطیسی از محیط خارج کرد.

کلیدواژه ها:

UIO-۶۶-MnFe۲O۴-TiO۲ ، MOF ، Adsorption ، Cr(VI) ، Expereimental Design ، UIO-۶۶-MnFe۲O۴-TiO۲ ، چهارچوب آلی فلزی MOF ، جذب سطحی ، کروم Cr (VI) ، طراحی آزمایش