بررسی جاذب بیوچار جهت حذف یون کادمیوم از محلول آبی

آلودگی منابع آبی به فلزات سنگین، به ویژه کادمیوم به دلیل سمیت بالا و پایداری زیستی، یکی از بحران های جدی محیط زیستی محسوب می شود. هدف از این پژوهش، ارزیابی عملکرد جاذب سازگار با محیط زیست بیوچار، جهت حذف بهینه یون های کادمیوم از محلول های آبی است. در این راستا، ویژگی های ساختاری و مورفولوژیکی سطح جاذب بیوچار با بهره گیری از آنالیزهای سطح سنجی (BET)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (EDS)، طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FT-IR) و پراش پرتو ایکس (XRD) مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش های جذب ناپیوسته در طیف غلظتی ۵۰ تا ۲۰۰ میلی گرم بر لیتر و با دوزهای متغیر جاذب (۰۱/۰ و ۵/۰ گرم) انجام گردید و غلظت کادمیوم باقیمانده با استفاده از آنالیز جذب اتمی تعیین شد. یافته های تجربی نشان داد که جاذب بیوچار در هر دو دوز مورد بررسی، عملکردی بسیار مطلوب داشته و توانست بازده حذف بیش از ۹۸ درصد را ثبت نماید. بررسی های ایزوترم و سینتیک جذب مشخص کرد که داده های تجربی بیشترین همخوانی را با مدل ایزوترم لانگمویر و مدل سینتیکی شبه مرتبه دوم دارند. این نتایج تایید می کند که فرایند جذب کادمیوم روی بیوچار به صورت تک لایه بر روی سطحی همگن رخ داده و سازوکار غالب، شیمی جذب از طریق تعامل کادمیوم با گروه های عاملی سطحی است. بررسی ترمودینامیکی در دمای K۲۹۸ با مقادیر منفی انرژی آزاد گیبس ΔG^∘ بین ۴۶/۳۰- تا Kj/mol ۳۰-، نشان دهنده ماهیت کاملا خودبه خودی و امکان پذیری بالای فرایند جذب کادمیوم توسط بیوچار بود. باتوجه به کارایی مطلوب و توجیه اقتصادی، بیوچار به عنوان گزینه ای کارآمد برای تصفیه پساب های آلوده به فلزات سنگین پیشنهاد می شود.

کلیدواژه ها:

کادمیوم ، بیوچار ، تصفیه پساب ، ایزوترم جذب ، سینتیک