جذب سطحي كروم از محيط آبي با استفاده از پلي‌آنيلين

Adsorption of Chromium from Aqueous Solution Using Polyaniline

دسته جديدي از پليمرهاي سنتز شده، رساناي جريان الكتريسيته هستند و پليمرهاي رسانا ناميده مي‌شوند. يكي از مهم‌ترين پليمرهاي رسانا پلي‌آنيلين است. پلي‌آنيلين از اكسايش آنيلين تحت شرايط اسيدي قوي و با استفاده از پتاسيم يدات به‌عنوان شروع كننده واكنش‌ها سنتز مي‌شود. در اين پژوهش پودر پلي‌آنيلين به‌روش شيميايي تهيه شد و به‌منظور جداسازي و احياي كروم 6+ در محيط آبي استفاده گرديد. آزمايش‌ها به‌صورت راكتور ناپيوسته انجام شدند و پارامترهايي چون زمان تماس پلي‌آنيلين با محيط آبي،pH محلول كروم و همدماهاي فروندليچ و لانگمير مورد بررسي قرار گرفتند. با توجه به حضور كروم 3+ بعد از اختلاط پلي‌آنيلين با محلول كروم، مكانيسم حذف كروم براي پلي‌آنيلين، تركيبي از جذب سطحي و احياي كروم بيان شد. پلي‌آنيلين بخشي از كروم 6+ را احيا و به كروم 3+ تبديل كرده و سپس كروم 3+ و كروم 6+ احيا نشده را جذب مي‌كند. جذب سطحي به‌دليل وجود سايت‌هاي نيتروژن(- NH) در پلي‌آنيلين است. نيتروژن به‌دليل داشتن الكترون در مدار sp3 مي‌تواند با بار مثبت كروم 6+ و كروم 3+ پيوندهاي ضعيف بر قرار كرده و آنها را جذب كند. براي پلي‌آنيلين، زمان بهينه حذف كروم كل در حد 30 دقيقه و زمان بهينه حذف كروم 6+ در حد 5 دقيقه محاسبه شد. پلي‌آنيلين بيشترين درصد حذف كروم كل را در pH بين 3 تا 9 و بيشترين درصد حذف كروم 6+ را در pH‌هاي اسيدي داشت. فرايند جذب سطحي كروم توسط پلي‌آنيلين مطابقت قابل قبولي با همدماهاي لانگمير و فروندليچ در جذب داشت. طبق يافته‌هاي اين پژوهش، پلي‌آنيلين براي جداسازي كروم از محيط آبي جاذب مناسبي است.

New group of polymers have been synthesized that are conductive of electricity so they are called conducting polymers. One of the most conducting polymers is "polyaniline". In the present study, polyaniline was synthesized by oxidizing aniline monomer under strongly acidic conditions using potassium iodate as an initiator of oxidative polymerization. Synthesized polyaniline as a powder used as an adsorbent to remove chromium from aqueous solution. Experiments were conducted in batch mode with variables such as amount of polyaniline, chromium solution pH and adsorbtion isotherms. Due to presence of Cr (III) in solution after using polyaniline, removal mechanism is the combination of surface adsorption and reduction. It seems that polyaniline reduces the Cr(VI) to Cr(III) and adsorbs the Cr(III) and a part of remaining Cr(VI). It is well known that nitrogen atom in compounds of amine derivative makes co-ordinate bond with positive charge of metals due to the presence of electron in sp3 orbital of nitrogen. The majority of total chromium removal occurred at 30minute for polyaniline and the optimum time for hexavalent chromium removal was about 5 min. Polyaniline has the maximum total cheomiume removal at pH, 3-9. The maximum hexavalent chromium removal occurred at acidic pH for polyanilines. The equilibrium adsorption data for polyaniline fitted both Freundlich’s and Langmuir’s isotherms. This research shows that polyaniline can be used as an adsorbent for removal chromium from aqueous solution.