سنتز نانوکامپوزیت هیبریدی زیست پایه برای حذف بهینه یون های فلزی سنگین از پساب های صنعتی

در راستای توسعه جاذب های نوین و کارآمد برای حذف یون های فلزی سنگین از منابع آبی آلوده، این پژوهش بر طراحی، سنتز و ارزیابی عملکرد یک نانوکامپوزیت هیبریدی مبتنی بر ترکیب نانوالیاف کیتوسان-پلی اتیلن اکساید (CS/PEO) و هیدروژل پلی آکریل آمید-کو-آکریلیک اسید متمرکز است. ابتدا هر یک از جاذب های منفرد به صورت جداگانه تهیه و با استفاده از آنالیزهای میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی (FESEM) و طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR) شناسایی ساختاری و مورفولوژیکی شدند. نتایج حاکی از ساختار متخلخل و گروه های عاملی فعال مناسب برای فرآیند جذب بودند. پس از بررسی بازده جذب یون های مس در محلول های آبی توسط هر یک از جاذب ها (به ترتیب ۶۹٪ برای نانوالیاف و ۷۹٪ برای هیدروژل)، ترکیب آن ها به منظور ایجاد یک نانوکامپوزیت بهینه انجام شد. مشخصه یابی نهایی نانوکامپوزیت با استفاده از FESEM و FTIR نشان دهنده ی هم افزایی ساختاری و تنوع گروه های عاملی بود. در ادامه، اثر متغیرهای کلیدی شامل غلظت اولیه یون، دوز جاذب و دمای محیط بر عملکرد نانوکامپوزیت مورد ارزیابی قرار گرفت و شرایط بهینه استخراج شد. در شرایط بهینه، میزان حذف یون های مس به ۹۲٪ افزایش یافت. تحلیل داده های تجربی با مدل های ایزوترم لانگمویر و فروندلیچ نشان داد که فرآیند جذب از مدل لانگمویر پیروی می کند که دلالت بر تک لایه بودن جذب دارد. همچنین، تحلیل سینتیکی جذب نشان داد که رفتار فرآیند با مدل شبه مرتبه دوم همخوانی بیشتری دارد که نمایانگر نقش واکنش های شیمیایی در مکانیزم جذب است. این نتایج، پتانسیل بالای نانوکامپوزیت سنتز شده را برای کاربردهای تصفیه آب های صنعتی آلوده به فلزات سنگین تایید می کند.

کلیدواژه ها:

جذب ، کامپوزیت نانوالیاف-هیدروژل ، ایزوترم لانگمویر و فروندلیچ ، آلاینده های آبی