بررسي كارآيي حذف يون‌ هاي كادميوم از محيط آبي باكربن فعال توليدي از تايرهاي فرسوده

Evaluation of Cadmium removal Efficiency from aqueous solution by Activated Carbon Derived from Scrap Tire

سابقه و هدف: كادميوم (Cd) يكي از انواع اصلي فلزات سنگين مي باشد كه داراي استفاده گسترده اي در عصر صنعتي امروزه است. اين فلز سنگين حتي در مقادير بسيار كم داراي سميت بالايي است و مي تواند منجر به آسيب هاي كليوي، فشار خون بالا، اختلالات اسكلتي و تخريب گلبول هاي قرمز شود. اين مطالعه با هدف توليد كربن فعال از تايرهاي فرسوده و كاربرد آن درحذف يون هاي كادميوم از محلول سنتتيك انجام شد. مواد و روش ها: در اين تحقيق تجربي كربن فعال پودري مشتق از تايرهاي فرسوده (TDAC) در شرايط آزمايشگاهي تهيه شد. مشخصات ساختاري كربن فعال با استفاده از تكنيك هاي ميكروسكوپ الكتروني پويشي مجهز به EDS آناليز شد. سطح ويژه آن با استفاده از ايزوترم هاي Brunauer-Emmett-Teller (BET) و Barret-Joyner-Halenda (BJH) محاسبه گرديد. در آزمايشات جذب اثر غلظت يون هاي كادميوم، pH، زمان تماس و ميزان جاذب بر فرآيند جذب در سيستم ناپيوسته بررسي گرديد. هم چنين داده هاي حاصل از آزمايشات جذب با مدل هاي ايزوترمي فروند ليچ و لانگ موير تجزيه و تحليل شدند. يافته ها: يافته ها نشان مي دهد بازده توليد كربن فعال از تاير فرسوده 32 تا 36 درصد مي باشد. ساختار كربن فعال تهيه شده (TDAC) در اين مطالعه به طور غالب از عنصر كربن تشكيل شده است (76.48 درصد وزني). ميزان سطح ويژه آن به روش BET و BJH به ترتيب 185.046m2/gr و 146.446m2/gr مي باشد. در آزمايشات جذب افزايش ميزان كربن فعال منجر به كاهش مقدار حداكثر مقدار جذب شده (qmax) مي شود هم چنين ميزان جذب كادميوم دو ظرفيتي با افزايش pH افزايش مي يابد. داده هاي آزمايشات جذب از مدل ايزوترم جذب فروندليچ تبعيت مي كند (R2=0.9987) و qmax برابر با 83.33mg/gr بوده است. نتيجه گيري: نتايج اين مطالعه نشان مي دهد توليد كربن فعال از تايرهاي فرسوده مي تواند داراي منافع اقتصادي و زيست محيطي باشد و به عنوان يك روش مناسب جهت باز يافت تايرهاي فرسوده مطرح باشد. كربن فعال توليدي از تايرهاي فرسوده كارآيي بالايي در حذف كادميوم از محيط هاي آبي دارد.

Introduction: Cadmium (Cd) is one of the main types of heavy metals having wide use in today industrial age. This Heavy metal is very toxic even in very low amount that can cause kidney damage, high blood pressure, bone fraction and destruction of red blood cells. This study was performed with the purpose of producing activated carbon from scrap tires and it’s application to removal of Cd(II) ions from synthetic solution. Materials and Methods: In this experimental study, powder activated carbon derived from scrap tires (TDAC) was prepared under laboratory conditions. Structural properties of TDAC were analyzed using Scanning Electron Microscopy (SEM) coupled with energy dispersive spectrometry (EDS). The special surface area was calculated using Brunauer-Emmett-Teller (BET) and Barret-Joyner-Halenda (BJH) isotherms. In adsorption studies, the effects of Cd (II) ions concentration, pH, contact time and the adsorbent dosage on adsorption process were investigated in batch system. The experimental data were analyzed with Langmuir and Freundlich isotherm models. Results: The results showed that the efficiency of activated carbon production is at 32-36% range. Main component of TDAC is Carbon (76.78%). It’s special surface area using BET and BJH methods are approximately 185.046 and 146.443 m2/g, respectively. In adsorption studies, increasing of TDAC dosage resulted in a decrease in qmax and also adsorption was increased with increasing the pH, Cd+2 ions. The adsorption experimental data complies with Freundlich equation model (R2 = 0.9987) and the maximum amount of adsorption (qmax) was 83.33 mg/g. Conclusion: Results of this study show producing activated carbon from scrap tire can have some economic and environmental advantages and it can be introduced as a suitable method in order to recovery of scrap tires. The produced activated carbon from scrap tires has high efficiency for Cd removal from aqueous solutions.