سنتز نانوكامپوزيت كلينوپتيلوليت-پلي‌آكريلونيتريل به منظور حذف زيركونيم از محلول‌هاي آبي: بررسي و ارزيابي عوامل تأثيرگذار بر فرايند جذب، پارامترهاي سينتيكي، ترموديناميكي و ايزوترم‌هاي جذبي

در اين پژوهش كامپوزيت هايي با استفاده از پلي اكريلونيتريل و زئوليت نانوكلينوپتيلوليت تهيه شد. كامپوزيت هاي سنتز شده با استفاده از تكنيك هايSEM ،DTG ،FTIR ،XRF ،XRD  مورد شناسايي قرار گرفتند و در نهايت جذب يون زيركونيم از محلول هاي آبي مورد ارزيابي قرار گرفت. در اين نانوجاذب نانو زئوليت كلينوپتيلوليت به عنوان جزء فعال براي جذب يون زيركونيم عمل مي كند و پلي اكريلونيتريل نقش متصل كننده را دارد. به علاوه با تغيير اندازه ذرات زئوليت از ميكرومتر به مقياس نانو، علاوه بر افزايش ظرفيت، سينتيك فرايند جذب نيز به شدت افزايش يافت. سرعت جذب توسط نانوكامپوزيت بسيار سريع بوده و بيش از %75 از بيشينه ظرفيت جذب براي زيركونيم در 5 ساعت اول به دست آمد. تصوير SEM نشان داد كه ذرات زئوليت توسط پليمر PAN به يك ديگر متصل شده اند. ساختار متخلخل نانوكامپوزيت اجازه نفوذ يون هاي موجود در محلول به درون دانه هاي نانوكامپوزيت و رسيدن به جايگاه تعويض يون را فراهم كرد. اثر پارامترهاي pH، دما، زمان و غلظت بر ميزان جذب بررسي گرديد. زمان تماس و pH بهينه به ترتيب 24 ساعت و 2 بود. بيشينه ظرفيت جذب نانو كامپوزيت 1^-mg.g 18.65 به دست آمد. جاذب در شرايط بهينه توانايي حذف %80 از يون زيركونيم از يك محلول 1meq.mL^- 0.01 را دارد. هم چنين پارامترهاي سينتيكي و ترموديناميكي استخراج شد. داده هاي تجربي با مدل سينتيكي شبه درجه دوم با ضرايب همبستگي بسيار خوبي برازش شدند. به علاوه مقادير تئوري به دست آمده از معادله با مقادير تجربي توافق خوبي نشان داد. لذا مي توان معادله سينتيكي شبه درجه دوم را مدل مناسبي به منظور تفسير داده هاي تجربي دانست. توافق داده هاي تجربي با مدل سينتكي شبه درجه دوم نشان داد مرحله تعيين كننده سرعت، مرحله تعويض يون است. به علاوه ثابت سرعت جذب توسط نانوكامپوزيت نسبت به كامپوزيت كلينوپتيلوليتپلي اكريلونيتريل ماكرومتري مقادير بيش تري را نشان داد. به عبارتي جذب يون زيركونيم بر روي نانوكامپوزيت با سرعت قابل ملاحظه اي نسبت به كامپوزيت ساخته شده با زئوليت با ابعاد ماكرو انجام شد.ΔH°  مثبت و  ΔG°منفي نشان داد كه فرايند جذب زيركونيم گرماگير و خودبه خودي است. داده هاي تعادلي با استفاده از مدل هاي لانگموير، فروندليچ و دوبينين رادشكويچ ارزيابي شد. براساس مدل ايزوترمي دوبينينرادشكويچ، جذب يون زيركونيم از طريق فرايند تعويض يون انجام مي شود. مقادير به دست آمده براي RL در محدوده ي 0 تا 1 بود كه نشان دهنده ي ماهيت مطلوب فرايند جذب زيركونيم مي باشد. مقايسه مقادير Q0به دست آمده براي جاذب ها نشانداد كه نانوكامپوزيت داراي بيش ترين ظرفيت جذبي براي يون زيركونيم مي باشد. اين مقدار بالاي Q0 را مي توان با توجه به ابعاد نانومتري كامپوزيت توجيه كرد.