بررسي كارايي جاذب نانوفيبرليگنوسلولزي در حذف سرب از محلول هاي آبي

Evalluattiion off lliignocellllullose nano--ffiiber absorbentt effffiicacy iin llead removall ffrom aqueous solluttiions

در حال حاضر آلودگي آب به فلزات سنگين مانند سرب به دليل عدم تجزيه پذيري، خاصيت تجمع پذيري و ايجاد بيماري ها و اختلالات مختلف جسمي منجر به نگراني هاي عمده شده است اخيرا توجه زيادي به حذف يون هاي فلزي با استفاده از جاذب هاي زيستي به دليل ارزان بودن، توانايي ذاتي براي واكنش با فلزات و فراواني به علت طبيعي بودن شده است. هدف از انجام اين مطالعه ارزيابي كارايي جاذب نانو فيبرليگنوسلولز (نانوفيبرسلولز حاوي ليگنين و همي سلولزها) در حذف فلزسنگين سرب مي باشد. فرآيند جذب به صورت ناپيوسته و در شرايط آزمايشگاهي با تاكيد بر اثرات پارامترهاي مختلفي مانند pH، غلظت سرب و مقدار جاذب بر راندمان جذب مورد بررسي قرار گرفت. به منظور تفهيم بهتر فرآيندهاي جذب، ايزوترم هاي تعادلي تعيين شد. براي بررسي دماي جذب واكنش پارامترهاي ترموديناميكي نظير انرژي آزاد گيبس (GΔ) ، آنتالپي (HΔ) و آنتروپي (SΔ) محاسبه شد. نتايج حاصل از اين پژوهش نشان داد، تحت شرايط بهينه حداكثر حذف موثر در pH برابر 6، غلظت اوليه 10 ميلي گرم بر ليتر سرب، مقدار جاذب 0/3گرم نانو فيبر ليگنو سلولز و دماي 25 درجه سانتي گراد، برابر 99/8 درصد بوده است. نتايج بررسي داده ها نشان داد هر دو مدل لانگموير و فرندليچ به خوبي مي توانند جذب عنصر سرب را توجيه كنند، اما مدل لانگموير در مقابل فرندليچ برازش بهتري با داده -هاي جذب سرب دارد. بنابراين مي توان بيان كرد كه جاذب نانوفيبرليگنوسلولز به طور قابل ملاحظه اي در حذف فلز سرب از محلول هاي آبي موثر است. نتايج حاصل از ترموديناميك جاذب بيانگر خود به خودي، گرمازا بودن و افزايش ميزان بي نظمي واكنش بوده است. بررسي تصاوير TEM بيانگر فيبري و شبكه اي بودن جاذب نانو فيبرليگنوسلولز بوده است.

Water pollution by metallic ions such as lead from industrials, mine wastewater, automobiles is currently of great concern, since they are not biodegradable and tend to accumulate in living organisms, causing various diseases and disorders. Recently, great attention has been focused on the removal of metallic ions from aqueous solution using adsorbents derived from biomaterials and bio-Nanomaterials due to their natural, abundance, cost-effectiveness and inherent ability to react with metals. The present study aims to evaluate the performance of lignocellulose Nanofibers (cellulose nanofibers containing lignin and hemicellulose) as adsorbent for the removal of lead. The study of adsorption techniques were used in laboratory-scale batch. The effects of pH, initial concentration and dose adsorbent were examined. To study the absorption temperature, thermodynamic parameters such as Gibbs energy (ΔG), enthalpy (ΔH◦) and entropy (ΔS◦) were calculated. The results of this study showed that the highest removal efficiency was 99.8% at a Nano-absorbent concentration 0.3 mg/l, pH=6, and lead concentration of 10 mg/l. The batch isotherm studies showed that the adsorption data can be described by the Langmuir, Freundlich models. The Langmuir model was found to describe the adsorption data better in comparison with that of Freundlich. The results showed that lignocellulose Nanofibers had high ability to absorb high concentrations of lead from aqueous solutions. The results of thermodynamics express themselves spontaneously, thermally and increase the rate of reaction disorder. The TEM showed the adsorbents have fibers and the networking crystalline structure.