سنتز جاذب مغناطيسيUIO-66-MnFe2O4-TiO2 به منظور جذب سطحي Cr(VI) به كمك طراحي آزمايش

با پيشرفت صنايع مختلف در جهان يكي از مشكلات مهمي كه با آن مواجه هستيم آلودگي محيط زيست به فلزات سنگين است.يكي از سمي ترين فلزات سنگين كه حتي در غلظت هاي پايين مشكل ساز است، Cr(IV) مي باشد. در اين مطالعه حذف اين ماده سمي با راندمان بالا به وسيله ي جاذب مغناطيسي UIO66MnFe2O4TiO2 مورد بررسي قرار گرفت. به اين منظور نانو كامپوزيت مغناطيسي(UIO66MnFe2O4TiO2) بر روي بستر چارچوب هاي آلي فلزي (MOF)، به منظور جذب سطحي Cr(IV) سنتز شد. انتخاب روش هيدروترمال براي سنتز UIO66 علاوه بر سادگي موجب ساختUIO66 به صورت خالص و كار آمد گشت كه در طول آزمايش ها راندمان بسيار بالايي را ايجاد كرد. به جهت مغناطيسي كردن جاذب از نانو ذرات MnFe2O4 كمك گرفته شد. براي افزايش خواص مغناطيسي و افزايش راندمان بارگذاري نانو ذره ي MnFe2O4 ، از نانو ذره TiO2 كمك گرفته شد تا ميزان بارگذاري برروي جاذب افزايش يابد. آزمون‌هاي XRD، SEM، FTIR،BET، VSM و EDX به‌منظور بررسي سطح و راستي آزمايي ساخت جاذب استفاده شد. تأثير چهار متغير مؤثر در طول آزمايش جذب سطحي همچون ميزان جاذب (0.05 تا 0.25 گرم)، pH (2 تا 6)، زمان جذب (15 تا 75 دقيقه)، غلظت اوليه يون فلزي (200 تا 1000 ميلي‌گرم بر ليتر) در پنج سطح (2 تا 2+) با استفاده از طراحي آزمايش به روش سطح پاسخ (RSM) و طراحي مركب مركزي ( CCD) بررسي شد. بهترين شرايط براي متغيرهاي مستقل براي غلظت اوليه فلز ميزان 552 mg/l مشخص شد. ميزان بهينه ي pH در طول آزمايش برابر با 4 به دست آمد. در نهايت ميزان بهينه براي پارامتر هاي زمان جذب و ميزان جاذب به ترتيب 42.3 min و 0.143 gr و همچنين حداكثر ميزان جذب 98 درصد به دست آمد. بررسي و مطالعه سينتيك و ايزوترم جذب نشان داد كه مدل شبه مرتبه دوم و ايزوترم لانگموير به‌خوبي داده‌هاي Cr(IV) را پوشش مي‌دهد. پس از پايان فرايند مي‌توان جاذب را با يك ميدان مغناطيسي از محيط خارج كرد.