حذف يون هاي فلزات سنگين از آب با استفاده از نانو كامپوزيت گرافن-كيتوسان

كارشناسي ارشد

در اين مطالعه، از نيتروژن و گوگرد دوپ شده بر روي نانوكامپوزيت مغناطيسي گرافن¬-كيتوسان (NS-MGC) به¬عنوان جاذب براي حذف يون¬هاي فلزي كادميوم (II)، سرب (II) و روي (II) محلول در آب استفاده شده است. ساختار شيميايي و خصوصيات مورفولوژيكي نانوكامپوزيت NS-MGC توسط آناليز طيف¬سنجي مادون قرمز، آناليز طيف¬سنجي رامان، آناليز ميكروسكوپ الكتروني روبشي، آناليز ميكروسكوپ انتقال الكتروني، آناليز طيف¬سنجي متفرق كننده انرژي پرتو ايكس و پراش پرتو ايكس مورد بررسي قرار گرفت، كه نتايج يك مجموعه از نانو¬ذرات با توزيع اندازه يكنواخت، شكل كروي، ساختار كريستالي و همچنين تراكم بالاي نانوصفحات گرافن سنتز شده را نشان دادند. تأثير پارامترهاي عملياتي از جمله زمان تماس، pH و غلظت اوليه يون¬هاي فلزي كادميوم (II)، سرب (II) و روي (II) در دماي محيط و يك توده ثابت از جاذب مورد بررسي قرار¬گرفت. بهترين نتايج حذف براي اين يون¬ها در زمان تماس 15 تا 60 دقيقه و pH 5 تا 7 حاصل شد. حداكثر ظرفيت جذب براي حذف يو¬ن¬هاي سرب (II)، كادميوم(II) و روي(II) به¬ترتيب 78ر421 ،44ر318 ،58ر169 ميلي¬گرم برگرم با ساختار جاذب NS-MGC به¬دست آمد. در بين يون¬هاي فلزات سنگين مورد بررسي، حذف روي و كادميوم نسبت به سرب بسيار كارآمدتر بود. ايزوترم فروندليچ براي تطابق با داده¬هاي تجربي مناسب¬تر از ايزوترم لانگموير بود و مدل سينتيكي شبه مرتبه دوم براي توصيف داده¬هاي جنبشي از آزمايش¬هاي جذب مناسب بود. از مزاياي جاذب NS-MGC افزايش پتانسيل جذب به¬دليل وجود گروه¬هاي مختلف عملكردي با چگالي بار منفي روي سطح جاذب از طريق فعل و انفعالات مختلف (به عنوان مثال تبادل يوني، الكترواستاتيك، اسيد- باز لوئيس، كوئوردينانسي و كاتيون-پاي)، جداسازي مغناطيسي آسان آن پس از جذب و بازيابي جاذب پس از دفعات متعدد و بدون كاهش معني داري در كارايي جاذب مي¬توان اشاره كرد. نتايج نشان داد كه در غلظت بالاي يون¬هاي فلزي، نقش اساسي ليگاندهاي N-دهنده در NS-MGC به همراه اسيديته و توانايي تبادل يوني گروه¬هاي +COOH - ، راندمان جذب جاذب NS-MGC را براي يون-هاي فلزي تعيين مي¬كند.

194467

دانشگاه علم و صنعت ايران

شيمي تجزيه

دكتر منصور انبياء