سنتز، مشخصه‌يابي و بهينه‌سازي پليمرهاي قالب‌يوني مغناطيسي براي حذف انتخاب‌پذير سرب(II) و كروم(VI) از پساب فرايند توليد آمونيوم پركلرات

Synthesis, Characterization and Optimization of Magnetic Ion Imprinted Polymers for Selective Removal of Pb(II) and Cr(VI) from Wastewater of Ammonium Perchlorate Production Process

در اين پژوهش نوع جديدي از پليمرهاي قالب‌يوني مغناطيسي انتخاب‌پذير نسبت به يون‌هاي سرب(II) و كروم(VI) با استفاده از ذرات مغناطيسي Fe3O4@SiO2 به عنوان بستر، بنزوئيل فنيل‌هيدروكسيل آمين و ديتيزون بترتيب به­عنوان ليگاندهاي عاملي يون‌هاي سرب و كروم، 4- وينيل پيريدين به ­عنوان منومر عاملي، اتيلن‌گليكول دي‌متاكريلات به­عنوان عامل شبكه‌ساز و 2و2- آزوبيس ايزوبوتيرو نيتريل به ­عنوان آغازگر سنتز شدند. پليمرهاي قالب‌يوني توسط هيدروكلريك اسيد 2 مولار به­ عنوان محلول شوينده بدست آمد. بررسي ساختار شيميايي، ريخت‌شناسي، رفتار حرارتي و مغناطيس‌پذيري پليمرهاي جاذب با استفاده از روش‌هاي طيف‌سنجي مادون قرمز تبديل فوريه، ميكروسكوپ الكتروني روبشي، تجزيه وزن‌سنجي حرارتي و اندازه‌گيري پسماند مغناطيسي انجام شد. بهينه‌سازي پارامترهاي موثر بر جذب گونه‌ها شامل pH محيط، زمان جذب، نوع و غلظت محلول شوينده، زمان شويش و دماي جذب با استفاده از روش طيف‌سنجي جذب اتمي شعله­اي‌ انجام شد. نتايج بدست آمده نشان داد حداكثر مقدار ظرفيت جذب براي گونه‌هاي سرب و كروم بترتيب 3/92 و 8/96 ميلي‌گرم بر گرم در pH‌ 6 و 3 در دماي ◦C40 مي‌باشد. جاذب‌هاي سنتز شده داراي حداكثر گزينش‌پذيري بودند و بطور موفقيت‌آميزي براي حذف اين آلاينده‌ها از پساب‌هاي مراحل مختلف فرايند توليد آمونيوم پركلرات بكار گرفته شدند.

In this research a new type of magnetic Pb(II) and Cr(VI) ion-imprinted polymers were synthesized using Fe3O4@SiO2 magnetic particles as supporter, benzoyl phenyl hydroxylamine and dithizone as ligands for Pb and Cr ions respectively, 4-vinyl pyridine as functional monomer, ethylene glycol dimethacrylate as crosslinker and 2,2′-azobis(isobutyronitrile) as the initiator. The ionic templates were achieved by using HCl 2M as an eluent solution. The chemical structure, morphology, thermal behaviour and magnetic properties of the sorbent polymers were evaluated using Fourier-transform infrared spectroscopy, scanning electron microscopy, thermal gravimetric analysis and vibrating sample magnetometry methods. Optimization of affecting parameters of the adsorption of analytes including of medium pH, adsorption time, kind and concentration of the eluent solution, elution time and adsorption temperature were performed using flame atomic absorption spectroscopy method. The results showed that the maximum adsorption capacities for lead and chromium were 92.3 and 96.8 milligrams per gram in media pH of 6 and 3 under 40 ◦C temperature respectively. The synthesized sorbents had high selectivity and were successfully applied for these pollutants removing from waste waters of the various stages in the ammonium perchlorate production process.