سنتز نانو ذرات آهن صفر(nZVI) و بررسي كارايي آن در حذف آرسنيك از محيط‌هاي آبي

Synthesis of Zero Valent Iron Nanoparticles (nZVI) and its Efficiency in Arsenic Removal from Aqueous Solutions

هدف از اين پژوهش سنتز نانو ذرات آهن صفر و تعيين كارايي آن در حذف آرسنيك از محيط آبي بود. نانوذرات به روش احياي كلريد فريك توسط بوروهيدريد سديم سنتز گرديد و تاثير تغييرات پارامترهاي pH ، زمان ماند، غلظت آرسنيت و آرسنات و غلظت نانو ذرات بر كارايي حذف در سيستم ناپيوسته مورد بررسي قرار گرفت. براي تعيين خصوصيات نانو ذرات آهن توليدي از ميكروسكوپ الكتروني (SEM) و روش XRDاستفاده شد. تصويربرداري از نانو ذرات توليدي با ميكروسكوپ الكتروني نشان داد كه اين ذرات قطري در مقياس نانو (100-1 نانومتر) داشتند. نتايج نشان داد كه در pH حدود 7 و با غلظت 1 گرم در ليتر نانو ذرات آهن، مي‌توان در زمان ماند 10 دقيقه بيش از 99 درصد آرسنيت و آرسنات را از محيط آبي حذف نمود. همچنين كارايي حذف با افزايش غلظت نانو ذرات آهن و زمان تماس، افزايش و با افزايش غلظت آرسنيك و pH كاهش يافت. نانوذرات آهن داراي مزايايي از قبيل كارايي حذف بالا و زمان واكنش كوتاه است و مي‌تواند به‌عنوان يك روش در حذف آرسنيك از محيط‌هاي آبي استفاده شود.

The aim of this study to synthesize nanoparticle zero valent iron and to determine its efficiency in arsenic removal from aqueous solutions. Nanoparticles were synthesized by reduction of ferric chloride using sodium borohydrid. The experiments were conducted in a batch system and the effects of pH, contact time, and the concentrations of arsenit, arsenat, and nano zero valent iron were investigated. SEM and XRD were applied for the determination of particle size and characterization of the nanoparticles synthesized. SEM results revealed that synthesized particles were of nano size (1-100 nanometers). At pH=7.0, 99% of arsenit and arsenat was removed when nano zero valent iron concentration was 1 (g L-1) over a retention time of 10 min. Based on the results obtained, the removal efficiency was enhanced with increasing nano zero valent iron dosage and reaction time, but decreased with increasing initial concentration and initial solution pH. The significant removal efficiency, high rate of process and short reaction time showed that iron nano particles are of a significant potential for the removal of arsenic from aqueous solutions.