بررسي جذب رقابتي و غيررقابتي يون‌هاي فلزات سنگين بر روي هيدروژل ابر جاذب سنتز شده از بيوپليمر نشاسته و تقويت شده با نانوالياف سلولزي

در اين پژوهش، پس از سنتز هيدروژل بر پايه نشاسته، توانايي آن در حذف يون‌هاي فلزات سنگين سرب، مس و روي از محلول‌هاي تك‌جزئي و چندجزئي مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه اين جاذب با مقدار كم و در زمان كوتاه راندمان جذب قابل‌توجهي دارد. بررسي اثر pH در بازه 2 تا 7 نشان داد كهpH برابر 5 شرايط بهينه را براي جذب فراهم مي‌كند. بررسي ايزوترم‌هاي لانگموير، فروندليچ و لانگموير-فروندليچ نشان داد كه داده‌هاي تجربي بهترين برازش را با مدل لانگموير و لانگموير-فروندليچ داشتند. حداكثر ظرفيت جذب بر اساس ايزوترم لانگموير در شرايط غيررقابتي براي يون‌هاي سرب، مس و روي به ترتيب 725، 212 و mg/g 183 به دست آمد. در شرايط رقابتي، ظرفيت جذب كاهش يافت و براي سرب، مس و روي به ترتيب 307، 81 و mg/g 49 محاسبه شد. ترتيب جذب براي هر دو حالت رقابتي و غيررقابتي به‌صورت روي ‎> مس ‎> سرب مشاهده گرديد. بيشترين جذب مربوط به سرب بود كه ناشي از الكترونگاتيوي بالاتر و شعاع يوني هيدراته كوچك‌تر آن نسبت به ساير يون‌ها است. بررسي سينتيك جذب با استفاده از مدل‌هاي شبه مرتبه اول، شبه مرتبه دوم و الوويچ انجام شد، نتايج نشان داد كه مدل شبه مرتبه دوم بهترين برازش را با داده‌هاي تجربي دارد. اثر مقدار جاذب بررسي شد، نتايج نشان داد كه در شرايط غيررقابتي، با افزايش مقدار جاذب تا g 07/0، ظرفيت حذف يون‌هاي مس و روي به بيش از 97 درصد و براي سرب بالاي 99 درصد رسيد، در شرايط رقابتي نيز با مقدار g 1/0 جاذب، راندمان حذف براي سرب، مس و روي به ترتيب بيش از 99، 98 و96 درصد بود. همچنين قابليت استفاده مجدد هيدروژل بررسي شد و نتايج نشان داد كه پس از سه چرخه جذب–واجذب هيدروژل سنتز شده بر پايه نشاسته پايداري خود را حفظ كرده و كاهش كمي در راندمان جذب مشاهده شد. با توجه به ويژگي‌هايي همچون هزينه پايين، زيست‌سازگاري و عملكرد مناسب، هيدروژل موردمطالعه مي‌تواند گزينه‌اي كارآمد براي حذف يون‌هاي فلزات سنگين از پساب‌ باشد.

235887

طراحي فرايند

مهندسي شيمي

دانشگاه صنعتي اصفهان