استفاده از نانوگاما آلومينا به عنوان جاذب به منظور حذف نيكل و كبالت از پساب صنايع معدني

Application of Nano-Gamma Alumina Adsorbent for Nickel and Cobalt Removal from Mining Industry Wastewater

زمينه و هدف: توسعه شهرنشيني و صنايع، منجر به افزايش ميزان فاضلاب و پساب توليدي گرديده است. دفع ناقص و غير اصولي اين فاضلاب­ها باعث ورود مقادير زيادي فلزات سنگين به محيط زيست شده كه حذف آن ها از آب و پساب به عنوان آلودگي­ هايي كه از نظر زيستي تجزيه ناپذيرند، براي حفظ محيط زيست و سلامت عمومي بسيار مهم است. روش بررسي: در اين مطالعه به سنتز و بررسي ساختاري گاما نانو آلومينا سنتز شده به عنوان يك جاذب با كارايي بالا در حذف فلزات سنگين نيكل و كبالت پرداخته شده و با استفاده از طراحي آزمايش با نرم افزار DX7 اثر شرايط متفاوتي از قبيل ميزان غلظت اوليه فلزات سنگين، مقدار نانو جاذب و pH بررسي گرديد. يافته ­ها: نتايج آناليز XRD، FTIR، SEM و EDX ساختار گاما نانو آلومينا را تائيد نموده و مقدار فلزات محتوي با روش اسپكتروفتومتري UV-Vis اندازه­ گيري شده است. نانو گاما آلومينا بعنوان يك جاذب قدرتمند قادر به جذب بالاي نيكل و كبالت در محيط­ هاي آبي با pH قليايي بوده به طوريكه در نمونه ­هاي آزمون، 98/66% نيكل و 95/1% كبالت و در نمونه­ هاي حقيقي نيز 100% آن ها حذف گرديده است. بحث ونتيجه­ گيري: با بررسي نتايج مشخص گرديد كه گاما نانو آلومينا سنتز شده مي­ تواند به عنوان يك نانو جاذب مقرون به صرفه و كارا جهت حذف فلزات سنگين محسوب شود كه اين امر توسط ايزوترم هاي جذب فرندليچ و لانگموير مورد بررسي و تاييد قرار گرفت و مشخص گرديد كه فرايند جذب (تك لايه اي يا چند لايه اي، يكنواختي يا ناهمگن بودن) اين عناصر توسط جاذب نانوگاما آلومينا ، از معادله جذب فرندليچ و لانگموير پيروي مي ­كنند.

Background and Objective: The development of urbanization and industries has led to an increase in sewage and wastewater production. The defective and non-standard disposal of these wastewaters has resulted in influx of large amounts of heavy metals into the environment which their removal, as bio-irresolvable contaminants, from water and wastewater are considerably important for protecting environment and public health. Method: In this study, gamma Nano-alumina was synthesized and its structural analysis was characterized, which was applied as a high performance adsorbent for heavy metals Nickel and Cobalt. Moreover, by using DX7 software for experiment design, the effects of different conditions such as heavy metals initial concentration, Nano-adsorbent amount and pH were modified. Findings: The results of XRD, FTIR, SEM and EDX analysis, confirmed the existence of gamma Nano-alumina structure, and Nickel and Cobalt contents were determined by UV-Vis spectrophotometry method. Nano gamma alumina, as a powerful adsorbent, could be adsorbed the high levels of Nickel and Cobalt in alkaline pH-rich environments, then in experimental samples, 98.66% of Nickel and 95.1% of Cobalt and in real samples, 100% was eliminated. Discussion and Conclusion: It was found that synthesized gamma Nano-alumina could be considered as a cost-effective and high-performance Nano-absorbent for heavy metals elimination. Consequently, it was verified by Freundlich and Langmuir adsorption isotherms, which the adsorption process of these elements with the Nano-alumina absorbent followed by Freundlich and Langmuir adsorption equation.