حذف يون جيوه در منابع آب آلود‌ه با استفاده از نانو لوله‌هاي كربني عامل‌دار شده

Mercury Removal from Contaminated Water Resources Using Modified Multi Walled Carbon Nanotubes

جيوه از خطرناك‌ترين فلزات سنگين شناخته‌شده است كه براي انسان‌، حيوان و محيط‌ زيست بسيار خطرناك است. عوامل مختلفي از جمله پساب كارخانه‌ها موجب افزايش مقدار جيوه در آب شده است، با توجه به مضرات جيوه، توسعه روش‌هايي نويني مبني بر حذف اين فلز در منابع آب آلوده بسيار قابل اهميت است. يكي از روش‌هاي متداول براي حذف فلزات سنگين از آب‌، استفاده از نانو لوله‌هاي كربني به‌عنوان جاذب است. در دهه‌هاي اخير كاربرد نانو فناوري در تصفيه‌ آلاينده‌ها با توجه به سهولت و اقتصادي بودن، در مقايسه با روش‌هاي شيميايي و بيولوژيكي متداول توسعه بيشتري يافته است. نانولوله‌هاي كربني به‌‌علت خواص ويژه متمايز از ساير مواد كربني و نانو ذرات، در بسياري پژوهش‌ها مورد توجه قرار گرفته‌اند. هدف اين پژوهش، يافتن شرايط بهينه براي حذف فلز جيوه توسط نانو لوله‌هاي كربني چند جداره عامل‌دار شده با تريس (2-آمينواتيل) آمين و ارائه نتايج و استفاده از آن‌ها به‌منظور گسترش روش حذف آلاينده جيوه موجود در آب و پساب مي‌باشد. نانولوله‌هاي كربني چند ديواره با روش رسوب بخار شيميايي توسط دستگاه طراحي و ساخته ‌شده در آزمايشگاه، توليد و خالص‌سازي شدند و سپس با تريس (2-آمينواتيل) آمين عامل‌دار شدند. پس از اين عمل نانولوله‌هاي كربني چند ديواره عامل‌دار شده با تريس (2-آمينواتيل) آمين تهيه‌شده توسط طيف‌سنجي تبديل فوريه مادون‌قرمز، رامان، تجزيه حرارتي وزن‌سنجي، ميكروسكوپ الكتروني و آناليز عنصري مورد بررسي قرار گرفتند. جذب يون‌هاي جيوه از آب با استفاده از اين نانولوله‌هاي كربني چند ديواره عامل‌دار شده صورت گرفت و ميزان جذب جيوه در نمونه‌ها با استفاده از روش (ICP (induced coupled plasma اندازه‌گيري شد. تأثير عواملي مثل تغييرات pH، غلظت محلول اوليه، وزن جاذب و زمان تماس با استفاده از سيستم ناپيوسته بر ميزان جذب بررسي شد. نتايج به‌دست آمده نشان داد كه حذف يون‌هاي جيوه به‌شدت به ميزان pH وابسته است. بيشينه ظرفيت جذب مربوط به جاذب تحت شرايط بهينه براي يون‌هاي جيوه برابر 115 ميلي‌‌گرم در گرم به‌دست آمد. اطلاعات به‌دست‌آمده، با همدماهاي جذب لانگمير و فروندليچ انطباق داده شد. بهترين بازده جذب نيز برابر 1±95 به‌دست آمد. نتايج اين پژوهش به‌طور خلاصه نشان داد كه حذف جيوه از منابع آب الوده توسط نانولوله‌هاي كربني چند ديواره عامل‌دار شده با تريس (2-آمينواتيل) امكان پذير مي‌باشد.

Mercury is one of the heavy metals that is toxic to humans, animals and the environment. The contribution of mercury in the water resources are from various sources including the discharge from industry and municipal wastewater. Hence, removal of mercury from water resources, especially for human consumption, is extreamely important. The removal of mercury is usually accomplished through adsoption and one method is through use of carbon nanotubes as the absorbent. The available commercial nanotubes are often synthesized by chemical vapor deposition which is done easily in an industrial scale. The aim of this research was to find an optimum condition to remove mercury from water by using a multi walled carbon nanotubes modified with Tris (2- aminoethyl) amine. To accomplish the main objective of the study, multi walled carbon nanotubes were machined in laboratory with chemical vapor deposition and later modified with Tris (2-aminoethyl) amine. These multi walled nanotubes then used to absorb mercury ions in water and the amount of absorption measured by induced coupled plasma (ICP). The nanoparticles in this study were analyzed by FT-IR, Raman, TG-DTA, SEM, and EATo evaluate the optimum adsorption for the removal of mercury, several influencing factors such as pH fluctuations, concentration of the initial mercury in solution, absorbent weight, and contact time were investigated. The results obtained from this study conformed mercury adsorption to Langmuir and Freundlich Isotherms. The removal of mercury ions drastically increased with the increase in pH. The optimum adsorption capacity was 115 mg/g and the highest absorption yield was 95± 1. In summary, based on the limited results obtained from this study, it is fair to conclude that the MW-CNT modified with Tris (2-aminoethyl) amine is a useful method for the removal of mercury from water.