كاربرد پودر نانو- Al2O3 در حذف Cr (VI) از محلول‏هاي آبي

Application of Nano-Al2O3 Powder for Removal of Hexavalent Chromium from Aqueous Solutions

زمينه و هدف: آلودگي ناشي از فلزات سنگين در حال حاضر يكي از جدي‏ترين مشكلات محيط زيست مي‏باشد. استفاده‌هاي گسترده از ( Cr(VIباعث تخليه مقادير زيادي پساب حاوي اين آلاينده به محيط زيست مي‌گردد كه بايد تصفيه گردد. هدف از اين پژوهش بررسي كارايي نانو ذرات آلومينا در حذف) Cr(VI از محلول‌هاي آبي و تعيين ايزوترم‏هاي جذب مي‌باشد. روش‌ كار: مطالعه مورد نظر يك مطالعه بنيادي- كاربردي است كه به‏صورت ناپيوسته و در شرايط آزمايشگاهي )دماي ‍C°25 (انجام گرفت. ساختار نانو ذرات آلومنيوم با تكنيك پراكنش پرتو ايكس TEM مشخص گرديد. غلظت باقي‌مانده كروم به‏وسيله دستگاه اسپكتروفتومتر در طول موج 540 نانومتر اندازه‏گيري شد. تاثير پارامترهاي مختلفي از جمله دوز اوليه Al2O3 (gr/l2 - 5/0)، زمان تماس (5 تا 90 دقيقه) و pH (11،9،7،5،3) بررسي شد. يافته‌ها: نتايج حاصل از اين پژوهش نشان داد كه كارايي حذف Cr(VI) با افزايش زمان تماس افزايش يافته و همچنين با افزايش pH راندمان حذف بيشتر شده و pH بهينه 5 مي‌باشد و از نقطه 5 به بعد راندمان كاهش مي‌يابد. در اين تحقيق مقدار qm(mg/g) براي هر گرم از جاذب نانو ذرات آلومينا 3/30 به‏دست آمد. علاوه بر اين سنتيك جذب Cr(VI) از مدل سنتيك شبه درجه دوم پيروي مي‏كرد كه با معادله ايزوترم فروندليخ (992/0R2 > ) متناسب بود. نتيجه گيري: به طور كلي نتايج حاصل از اين پژوهش نشان داد كه مي‌توان از نانو ذرات آلومينا به عنوان جاذب موثر در جهت حذف Cr(VI) استفاده كرد.

Background & Objectives: Pollution due to heavy metals is one of the most serious environmental problems nowadays. Extensive application of Cr (VI) leads to discharge a large amount of chromium containing wastewater into the environment. The aim of this research was evaluation of alumina nanoparticles efficiency to remove chromium (VI) from aqueous solutions through adsorption. Methods: This fundamental and practical study was performed in batch conditions and room-temperature. The structure of the sorbent was characterized by TEM technique. Residual concentrations of Cr (VI) were measured by a spectrophotometer at 540nm. Effects of the process parameters such as Al2O3 loading (0.5–2 g/L), contact time (5-90 min), and pH (5-9) were investigated. Results: The results showed that removal efficiency of Cr (VI) increase with increasing of contact time and pH. The optimum pH was found to be 5 with decreasing of removal efficiency afterward. The value of qm (mg/L) in this work was 30.3 for each gram of nano-alumina adsorbent. Furthermore, chromium sorption kinetics was well fitted by pseudo-second-order kinetic model, and well explained by Freundlich isotherm (R2 > 0.992). Conclusion: In general, alumina nanoparticle powder is recognized as an effective sorbent to remove chromium (VI) from aqueous solutions.