ساخت جاذب هيدروكسي آپاتيت متخلخل ساختاريافته با استفاده از سفيده تخم‌مرغ جهت حذف كاتيون‌هاي سرب از محلول‌ آبي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي شيمي

كارشناسي ارشد

يكي از روش‌هاي كارآمد براي حذف فلزات سنگين از پساب، جذب سطحي است و انتخاب يك جاذب مناسب و ارزان در اين فرآيند جداسازي ضروري است. در پژوهش حاضر از هيدروكسي آپاتيت استخراج شده از استخوان گاو به عنوان يك جاذب زيست سازگار و اقتصادي براي جذب كاتيون‌هاي سرب از محلول آبي استفاده شد. پودر هيدروكسي آپاتيت تهيه شده با استفاده از سفيده تخم‌مرغ به يك داربست متخلخل تبديل شد تا هزينه‌هاي جداسازي پودر از محلول پس از فرآيند جداسازي كاهش يابد. تخلخل داربست ساخته شده 90 درصد اندازه‌گيري شد. آزمايشات ناپيوسته با استفاده از روش تاگوچي طراحي شد و تأثير غلظت اوليه، نسبت حجم محلول به جرم جاذب و pH محلول بر درصد حذف سرب بررسي شد. درصد حذف 94 درصد در شرايط بهينه غلظت ppm 50، نسبت l/g 5/0 V/m=و pH برابر با 4 به‌دست آمد. تجزيه و تحليل FTIR جهت شناسايي گروه‌هاي عاملي موجود در ساختار پودر HAP استفاده شد و آناليز XRD براي فازشناسي و بلورينگي پودر حاصل به كار گرفته‌شد. اندازه كريستال‌هاي پودر حاصل 33/42 نانومتر تعيين شد. آناليزهاي FESEM و EDS وجود يون‌هاي سرب در ساختار جاذب را پس از فرآيند جذب تاييد كرد. داده‌هاي تعادلي با مدل ايزوترم لانگموير مطابقت داشت و حداكثر ظرفيت جاذب 147 ميلي‌گرم بر گرم پيش‌بيني شد. داده‌هاي سينتيكي از مدل شبه مرتبه دوم با دقت مناسبي پيروي كردند. همچنين مطالعات ترموديناميكي نشان داد كه فرآيند جذب گرماگير و خودبه‌خودي بود. در ادامه، آزمايشات پيوسته براي بررسي شكل منحني شكست و تأثير دبي جريان عبوري از ستون جذب بر شكل منحني انجام شد. داده‌هاي به‌دست آمده با مدل‌هاي تجربي تطبيق داده شد و مدل‌هاي يون نلسون و توماس بهترين برازش داده‌ها را نشان دادند. حداكثر ظرفيت جذب براي داربست HAP به ترتيب 2/48 و 7/44 ميلي‌گرم بر گرم براي دبي‌هاي 2 و 4 ميلي‌ليتر بر دقيقه گزارش شد.

218274

طراحي فرايند

مهندسي شيمي

دانشگاه صنعتي اصفهان