مروري بر جاذب‌ها و نانو جاذب‌هاي طبيعي كيتوسان مورد استفاده در حذف آلاينده‌هاي فلزي آب

A Review on Natural Adsorbents/ Nano-adsorbents Based on Chitosan for Removal of Metal Contaminants from Water

آلودگي آب از مهم‌ترين چالش‌هاي پيش­رو بر سلامتي انسان و محيط زيست است. در اين بين آلودگي ناشي از فلزات سنگين به سبب رشد روزافزون صنايع بسيار نگران‌كننده بوده و مورد توجه قرار دارد. فلزات سنگين مي‌توانند زمينه­ بروز بسياري از بيماري­هاي خطرناك به­ويژه انواع سرطان­ها را فراهم سازند. كيتوسان، نانوذرات كيتوسان و مشتقات آن­ها بهعلت دارا بودن گروه‌هاي OH و NH2، غيرسمي بودن، قيمت پايين و در دسترس بودن در طي سال‌هاي اخير براي جذب سطحي آلاينده‌ها مخصوصاً فلزات سنگين، توجه بسياري از محققين را بهخود جلب كرده‌اند. در اين مقاله مروري، آماده‌سازي كيتوسان، نانوذرات كيتوسان و انواع كيتوسان اصلاح‌شده بررسي شده و كاربردهاي آن در فرايند جذب فلزات سنگين از محلول‌هاي آبي به‌طور خلاصه آورده شده است. تأثير پارامترهاي تأثيرگذار بر فرايند جذب نظير بلوري شدن كيتوسان، ميزان غلظت جاذب، غلظت اوليه فلزات سنگين، زمان فرايند، pH محلول و دما و همچنين ايزوترم و سينتيك جذب مورد بررسي قرار گرفته­اند. در ادامه روش پاسخ سطح توضيح داده شده و روش‌هاي متداول براي بهينه‌يابي پارامترهاي فرايندي جذب سطحي براي فلزات سنگين استفاده شده است. در نهايت بازيابي جاذب‌هاي بر پايه كيتوسان و استفاده مجدد از آن‌ها در فرايند جذب نيز مورد ارزيابي قرار گرفته است.

Water contamination is one of the most important challenges involved in the human health and environment. In particular and due to the high growth of industry, the contamination by heavy metals is very worrying and of much concern. Heavy metals can provide the incidence of many dangerous diseases especially different types of cancers. During the recent years, chitosan and chitosan nanoparticles and their derivations have attracted many researches on adsorption of contaminants especially heavy metals, due to their content of OH and NH₂ groups, non-toxicity, low cost and availability. In this review paper, preparation of chitosan, chitosan nanoparticles and kinds of modified chitosan have been investigated and their applications in heavy metals adsorption process from aqueous solutions have been briefly outlined. The effect of significant parameters on the adsorption process such as chitosan crystallization, the concentration of adsorbent, the initial concentration of heavy metals, process time, solution pH, and temperature as well as isotherm and adsorption kinetics have been investigated. Then the response surface methodology (RSM) has been explained and common methods for optimizing the adsorption process parameters for heavy metals have been examined. Finally, recycling and reuse of chitosan-based adsorbents in the absorption process have been evaluated.