سنتز نانو ذرات اکسید آهن هماتیت با سطح اصلاحی جدید برای حذف سرب از محلول های آبی
- سال انتشار: 1398
- محل انتشار: مجله آب و فاضلاب، دوره: 30، شماره: 2
- کد COI اختصاصی: JR_WWJ-30-2_005
- زبان مقاله: فارسی
- تعداد مشاهده: 610
نویسندگان
دانشجوی دکترا، گروه مهندسی محیط زیست، دانشکده محیط زیست و انرژی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران
استاد، عضو هیات علمی پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای، پژوهشکده مواد و چرخه سوخت هسته ای، سازمان انرژی اتمی، تهران، ایران
استاد، گروه مهندسی محیط زیست، دانشکده محیط زیست و انرژی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران
استادیار، عضو هیات علمی پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای، پژوهشکده مواد و چرخه سوخت هسته ای، سازمان انرژی اتمی، تهران، ایران
چکیده
امروزه پراکندگی وسیع آلاینده های مختلف نظیر فلزات سنگین و مواد رادیواکتیو در آبهای سطحی و زیرزمینی، به عنوان یک بحران جهانی مطرح است. پژوهش های مختلف نشان داده است که نانو ذرات اکسید آهن هماتیت توانایی مطلوبی در حذف آلاینده ها دارد. در این پژوهش، نانو ذرات اکسید آهن هماتیت α-Fe2O3 با سطح اصلاحی جدید با استفاده از کلریدفریک شش آبه (FeCl3.6H2O) و سورفکتانت اسید اولئیک (C₁₈H₃₄O₂) تحت شرایط هیدروترمال در دمای 250 درجه سلسیوس تولید شد و نتایج آنالیزهای ساختاری XRD، FT-IR،SEM ، TEM و BET تصریح کرد که بیشتر از 90 درصد این نانوذرات متشکل از نانو میله هایی هستند (قطر 60-30 نانومتر و طول 700-400 نانومتر) که در میان آنها نانو ذرات فلسی شکل شش وجهی نامنظم با ضخامت متوسط 100-40 نانومتر به صورت پراکنده توزیع شده اند. از طرفی عوامل موثر بر جذب Pb2+ توسط نانو ذرات سنتز شده α-Fe2O3، اعم از pH، غلظت آلاینده، غلظت نانو جاذب و زمان تماس، به صورت ناپیوسته و تحت شرایط مشخص دمایی C1±25 و اختلاط 120 دور در دقیقه مورد بررسی قرار گرفتند و شرایط بهینه جذب به دست آمد. با افزایش مقدار pH همواره راندمان حذف سرب از محلول آبی افزایش یافت و در مقادیر بالای 7 با توجه به تشکیل رسوب های هیدروکسیدی مزاحم، مقدار pH بهینه جذب، حدود 5/6 به دست آمد. از طرفی داده های تعادلی به دست آمده از پژوهش نشان داد که ایزوترم مناسب برای توصیف روند جذب کاتیون های Pb2+ بر روی نانو ذرات α-Fe2O3 سنتز شده، مدل دوبعدی لانگمیر است که دارای ظرفیت جذب حداکثری 11 میلی گرم در گرم می باشد. براین اساس بالاترین راندمان حذف Pb2+ در شرایط بهینه جذب 44/99 درصد گزارش شد و مساحت سطح نسبتا بالای نانو ذرات هماتیت سنتز شده جدید (29/31 مترمربع بر گرم) نیز نشان داد که این نانو ساختارها توانایی بالایی در حذف کاتیون های فلزی سرب (Pb2+) از بستر محلول های آبی دارند. از نظر سینتیکی نیز برازش مدل های سینتیکی مختلف جذب بر داده های حاصل از پژوهش ثابت کرد که کاتیون های Pb2+ با مدل شبه درجه دوم هو همپوشانی مطلوبی دارد و عملا امکان مدلاسیون فرایند با این مدل سینتیکی خطی وجود دارد. نتایج پژوهش نشان می دهد که نانوذراتα-Fe2O3 سنتز شده جدید عملا نانو جاذب هایی کارآمد و توانمند در حذف سرب به عنوان فلزی سنگین، از محلول های آبی هستند.کلیدواژه ها
جذب, هیدروترمال, نانو ذرات, هماتیت, سینتیک, سرباطلاعات بیشتر در مورد COI
COI مخفف عبارت CIVILICA Object Identifier به معنی شناسه سیویلیکا برای اسناد است. COI کدی است که مطابق محل انتشار، به مقالات کنفرانسها و ژورنالهای داخل کشور به هنگام نمایه سازی بر روی پایگاه استنادی سیویلیکا اختصاص می یابد.
کد COI به مفهوم کد ملی اسناد نمایه شده در سیویلیکا است و کدی یکتا و ثابت است و به همین دلیل همواره قابلیت استناد و پیگیری دارد.