حذف فلزات سنگين از آب و پساب با استفاده از جاذب‌هاي نانومتخلخل SBA-15

امروزه تأمين آب بهداشتي يكي از دغدغه‌هاي اساسي جامعه جهاني است و فلزات سنگين يكي از مهم‌ترين آلاينده‌هاي منابع آب هستند. فلزات سنگين از جمله مس مي‌توانند به زنجيره غذ‌ايي و بدن موجودات زنده وارد شوند و انسان را تحت تأثير عوارض سميّت و سرطان‌زايي قرار دهند. بنابراين در اين پژوهش، SBA-15 نانومتخلخل عامل‌دار شده با گروه‌هاي دي و تترا كربوكسيليك اسيد سنتز شدند و براي حذف يون‌هاي مس از محلول‌هاي آبي استفاده شدند. جاذب‌ها با روش‌هاي تصوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي، جذب واجذب گاز نيتروژن و طيف‌سنجي FTIR براي بررسي تخلخل و گروه‌هاي عاملي سيليكاي مزوپوري شناسايي شدند. اندازه‌گيري غلظت يون‌ها با روش طيف‌سنجي جذب اتمي شعله‌اي انجام شد. پارامترهاي مؤثر بر فرايند حذف چون مقدار جاذب، زمان تماس، pH محلول و حضور ساير يون‌هاي فلزي در محيط ارزيابي و بهينه شد. بهترين كارايي حذف به‌وسيله جاذب‌هاي  SBA-15 عامل‌دار شده با گروه‌هاي دي و تترا كربوكسيليك اسيد، در pH 5 و با مقدار 10 ميلي‌گرم جاذب بعد از 15 دقيقه به‌دست آمد. بازيابي مس از جاذب‌ها با 20 ميلي‌ليتر اسيد نيتريك 3 مولار انجام شد. داده‌هاي جذب با استفاده از ايزوترم‌هاي لانگمير و فروندليچ براي هر دو جاذب تجزيه‌و‌تحليل شدند. بر اساس مدل لانگمير، ماكسيمم ظرفيت جذب 232.56 و 93.46 ميلي‌گرم مس به‌ازاي هر گرم جاذب و ضرايب هم‌بستگي برابر 0.857 و 0.968 به‌ترتيب براي SBA-15 عامل‌دار شده با گروه‌هاي دي و تترا كربوكسيليك اسيد به‌دست آمد. اما ضرايب هم‌بستگي به‌دست آمده از برازش داده‌ها با استفاده از ايزوترم فروندليچ براي SBA-15 عامل‌دار شده با گروه‌هاي دي و تترا كربوكسيليك اسيد به‌ترتيب برابر 0.991 و 0.972 بود كه نشان‌دهنده مطلوب بودن اين مدل در تشريح رفتار جذب مس بر روي هر دو جاذب است. در نهايت، حذف مس از نمونه‌هاي پساب واقعي انجام شد. نتايج نشان داد كه هر دو نانومتخلخل  SBA-15 عامل‌دار شده با گروه‌هاي دي و تترا كربوكسيليك اسيد، جاذب‌هاي مناسبي براي حذف يون‌هاي مس است.