بیوچار به عنوان یک جاذب موثر برای حذف یون کادمیوم از محلول های آبی: شناسایی و تحلیل کارایی

هدف و زمینه: افزایش غلظت فلزات سنگین در پساب های صنعتی یکی از چالش های اساسی محیط زیست محسوب می شود. یون کادمیوم Cd۲+ به دلیل پایداری بالا و سمیت شدید زیستی، از آلاینده های خطرناک آب های سطحی و زیرزمینی به شمار می رود. پژوهش حاضر با هدف بررسی کارایی جاذب بیوچار در حذف یون کادمیوم از محلول های آبی انجام شد. روش کار: آزمایش ها به صورت ناپیوسته (Batch) در قالب طرح کاملا تصادفی انجام شد. در هر آزمایش، ۵/۰ گرم بیوچار به ۵۰ میلی لیتر از محلول کادمیوم با غلظت اولیه ۱۰۰ میلی گرم بر لیتر افزوده شد و نمونه ها در دمای محیط، با سرعت ۱۸۰ دور در دقیقه به مدت ۲۴۰ دقیقه هم زده شدند. پس از جداسازی جاذب، غلظت نهایی با دستگاه جذب اتمی (AAS) اندازه گیری گردید و ساختار سطحی با آزمون FTIR و BET بررسی شد. یافته ها: نتایج اولیه نشان داد جاذب بیوچار توانایی حذف بیش از ۹۹ درصد از یون های کادمیوم را از محلول آبی دارد و راندمان حذف با افزایش زمان تماس تا ۲۴۰ دقیقه افزایش یافته است. تغییرات مشاهده شده در طیف FTIR حاکی از نقش گروه های عاملی سطحی مانند O‒H و –COO در فرآیند جذب یون کادمیوم بود، همچنین آنالیز BET توزیع مزوپور و سطح ویژه متوسط را مشخص کرد. داده های حاصل موید آن است که بیوچار می تواند به عنوان جاذب زیست پایه ی موثر برای حذف یون Cd۲+ در شرایط بهینه ی آزمایشگاهی به کار رود. نتیجه گیری: به طور کلی، بیوچار با دارا بودن ساختار متخلخل، گروه های عاملی فعال و پایداری شیمیایی بالا، کارایی مناسبی در حذف یون کادمیوم از محلول های آبی نشان داد. سادگی فرآیند، هزینه ی پایین و سازگاری زیست محیطی آن، استفاده از این جاذب را به عنوان گزینه ای کارآمد برای تصفیه ی پساب های آلوده به فلزات سنگین مطرح می کند. بررسی های تکمیلی شامل بهینه سازی شرایط عملیاتی، مطالعه ی ایزوترم های جذب و مقایسه با جاذب های اصلاح شده می تواند به درک دقیق تر مکانیزم جذب کمک نماید.

کلیدواژه ها:

بیوچار ، حذف کادمیوم ، جذب سطحی ، محلول آبی ، جاذب زیست پایه ، جذب اتمی