بررسي جذب نيكل از فاضلاب آبكاري توسط نانوگرافيت

سابقه و هدف:  فاضلاب صنعت آبكاري حاوي انواع گوناگوني از فلزات سنگين در غلظت هاي بالا مي باشد. يكي از اين فلزات سمي، نيكل مي باشد كه تخليه آن به محيط آبي و خاكي از معضلات محيط زيستي محسوب مي شود. از اين رو حذف اين فلز از فاضلاب ها براي حفظ محيط زيست و سلامت انسان امري ضروري و مهم است. در سال هاي اخير ﺍﺳﺘﻔﺎﺩﻩ ﺍﺯ ﻓﻨﺎﻭﺭﻱ ﻧﺎﻧﻮ ﺩﺭ ﺣﺬﻑ ﺁﻻﻳﻨﺪﻩ ﻫﺎﻱ ﺯﻳﺴﺖ ﻣﺤﻴﻄﻲ ﺍﺯ ﺟﻤﻠﻪ ﺭﻭﺷ ﻬﺎﻳﻲ ﺍﺳﺖ ﻛﻪ ﺗﻮﺟﻪ ﺯﻳﺎﺩﻱ ﺭﺍ ﺑﻪ ﺧﻮﺩ ﺟﻠﺐ ﻛـﺮﺩﻩ  ﺍﺳﺖ. در تحقيق حاضر، از نانوگرافيت به عنوان جاذب موثر جهت حذف يون نيكل استفاده شد.مواد و روش ها: به جهت بررسي فرآيند جذب، نانوگرافيت با درصد خلوص %99.9 و سطح ويژه m2/g24-18 و مورفولوژي صفحه اي از شركت پيشگامان نانو مواد ايرانيان تهيه و به عنوان جاذب استفاده گرديد. همچنين فاضلاب به كار رفته در آزمايش ها از يكي از كارگاه هاي آبكاري شهر تهران تهيه شد كه حاوي mg/L765 نيكل و pH حدود 1 بود. پارامترهاي pH، زمان و مقدار جاذب مورد ارزيابي قرار گرفتند. در هر آزمايش يكي از پارامترها متغير و دو پارامتر ديگر ثابت در نظر گرفته شد. قبل و پس از هر آزمايش مقدار نيكل تعيين گرديد.   نتايج و بحث: در اين مطالعه پارامترهاي pH، زمان جذب و مقدار جاذب از عوامل موثر بر فرآيند جذب نيكل بوده كه مورد بررسي واقع شدند. ﺑﻪ ﻣﻨﻈﻮر تحليل ﻣﻜﺎﻧﻴﺰم ﺟﺬب، ﻧﺘﺎﻳﺞ ﺣﺎﺻﻞ ﺑﺎ اﻳﺰوﺗﺮم ﻫﺎي ﻻﻧﮕﻤﻮﻳﺮ و ﻓﺮوﻧﺪﻟﻴﭻ ﺑﺮازش شدند. همچنين براي بررسي سينتيك جذب، مدل هاي شبه درجه اول و شبه درجه دوم مورد مطالعه قرار گرفتند. بر طبق نتايج، با افزايش pH از 5 تا ۷ ميزان جذب نيكل توسط نانو گرافيت افزايش چشمگيري داشت. لذا pH  برابر ۷ به عنوان pH بهينه براي حذف نيكل تعيين گرديد. بررسي ها همچنين نشان داد، افزايش زمان تا ۸۰ دقيقه اول تاثير نسبتا خوبي در ميزان جذب نيكل توسط نانو ذره مذكور داشت و بعد از آن تقريبا عمل جذب به تعادل رسيد. در نهايت مشاهده شد كه در يك زمان ثابت، افزايش مقدار جاذب منجر به افزايش جذب شد و براي دستيابي به حداكثر جذب نيكل، مقدار 2 گرم براي جاذب انتخاب شد. بر اساس نتايج به دست آمده، نيكل اوليه به ميزان %97.52 توسط نانو گرافيت جذب گرديد. نتايج همچنين نشان داد كه داده ها از ايزوترم فروندليچ پيروي بيشتري داشتند. پس از تعيين ميزان جذب نيكل در زمان هاي مختلف، داده هاي حاصل توسط مدل سينتيكي بررسي شدند. مطالعات سينتيكي همچنين نشان داد كه داده هاي جذب تابع مدل شبه كاذب درجه دوم بودند. نتيجه گيري: بررسي نتايج نشان داد كه pH نقش مهمي در فرآيند جذب دارد و با افزايش زمان تا رسيدن به زمان تعادل ميزان جذب افزايش مي يابد. يكي از عوامل موثر مقدار جاذب است كه تاثير مستقيم بر جذب دارد. تبعيت از ايزوترم فروندليچ در اين تحقيق بيانگر اين است كه مكان هاي جذب در جاذب داراي انرژي متفاوتي مي باشند. همچنين مدل شبه كاذب درجه دوم در سينتيك جذب بر فرآيند جذب شيميايي علاوه بر جذب فيزيكي اشاره دارد.