حذف ناپيوسته‌ سرب و كادميم از محلول ‌هاي آبي با استفاده از نانو لوله‌هاي كربني چند ديواره

آلودگي منابع آب به فلزات سنگين، يكي از معضلات زيست‌ محيطي در سطح جهاني است. به‌دليل بالابودن سطح سميت سرب و كادميم و تمايل آن‌ها به تجمع در بافتهاي زنده، حذف آن‌ها از آب‌هاي آلوده ضروري است. امروزه جاذب‌هاي نانو مواد، نظير نانولوله‌ كربن چندديواره به‌دليل سطح مخصوص بالا، اندازه‌ كوچك، و پايداري شيميايي، كاربرد وسيعي در محيط‌زيست دارند. بدين‌منظور، عملكرد اين جاذب در حذف فلزات سنگين سرب و كادميم با استفاده از روش ناپيوسته مورد ارزيابي قرار گرفت. به‌منظور بررسي فرايند جذب، اثر متغيرهاي مختلف، مانند زمان تماس، دما، غلظت اوليه، دوز جاذب و pH محلول مورد بررسي قرار گرفت. براي ارزيابي دادههاي سينتيك جذب، داده‌هاي آزمايشگاهي به مدل‌هاي شبه مرتبه‌ اول و شبه مرتبه‌ دوم برازش داده شد و همچنين به‌منظور ارزيابي داده‌هاي ايزوترم جذب مدل‌هاي لانگموير، فروندليچ و فروندليچ-لانگموير مورد استفاده قرار گرفت. خصوصيات جاذب توسط روش‌هاي مختلفي نظير طيف‌سنج مادون‌قرمز، ميكروسكوپ الكتروني روبشي، سطح مخصوص و بار صفر بستر تعيين شد. نتايج بررسيها نشان داد كه بيشترين جذب فلزات سرب و كادميم توسط جاذب موردمطالعه درpH بين 6 تا 8، زمان تماس 5 دقيقه و دوز جاذب برابر با 0.05 گرم است. مدل شبه مرتبه‌ دوم (1=R^2) داده‌هاي سينتيك آزمايشگاهي را بهتر توصيف مي‌كند. همچنين معادلات ايزوترم جذب نشان ميدهد كه ايزوترم فروندليچ-لانگموير فرايند جذب را بهتر توصيف ميكند و مطابقت بيشتري با دادههاي آزمايشگاهي دارد (براي فلز سرب 4.42= SEE و 0.984=R^2 و براي فلز كادميم 5.27= SEE و 0.969=R^2). حداكثر ميزان جذب سرب و كادميم در آزمايش‌هاي ناپيوسته 137.86 و 110.82 ميلي‌گرم بر گرم به‌دست آمد. نتايج به‌دست‌آمده از تكنيك طيف‌سنج مادون‌قرمز نشان داد كه گروه‌هاي عاملي O-H بر سطح جاذب نانولوله‌ كربن چند ديواره نقش مهمي در جذب فلزات سنگين دارد.