سنتز نانو ذرات مگنتيت (Fe3O4) و بررسي كارايي آن در حذف كادميم از محلول آبي

Synthesis of Magnetite Nanoparticles (Fe3O4) and its Efficiency in Cadmium Removal from Aqueous Solutions

هدف از اين پژوهش سنتز نانو ذرات مگنتيت (Fe3O4) و تعيين كارايي آن در حذف كادميم از محيط آبي بود. به اين منظور نانو ذرات مگنتيت سنتز گرديد و تاثير پارامترهاي pH ، زمان تماس، غلظت كادميم و مقدار نانو ذرات بر كارايي حذف كادميم در سيستم ناپيوسته مورد بررسي قرار گرفت. براي تعيين ويژگي‌هاي نانو ذرات مگنتيت توليدي از ميكروسكوپ الكتروني روبشي، دستگاه پراش نگار اشعه و طيف سنج مادون قرمز استفاده شد. تصوير برداري از نانو ذرات توليدي با ميكروسكوپ الكتروني نشان داد كه قطر اين ذرات 40 تا 60 نانومتر است. نتايج نشان داد كه با افزايش pH محلول از 3 تا 6 ظرفيت و بازده جذب كادميم افزايش مي‌يابد به‌طوري‌كه در pH برابر 6 به حداكثر مقدار خود رسيد، سپس در pH هاي 7 و 8 بازده و ظرفيت جذب كاهش يافت. لذا pH برابر 6 به‌عنوان pH بهينه انتخاب گرديد. زمان تعادل برابر 30 دقيقه و مقدار جاذب بهينه 4/0 گرم به‌دست آمد. با افزايش غلظت يون‌هاي كادميم و كاهش مقدار جاذب، ظرفيت جذب افزايش و بازده جذب كاهش يافت. نتايج اين مطالعه نشان داد كه نانو ذرات مگنتيت داراي مزايايي از قبيل كارايي حذف بالا و زمان واكنش كوتاه است و مي‌تواند به‌عنوان يك روش در حذف كادميم از محلولهاي آبي استفاده شود.

The objectives of this research were to synthesize magnetite nanoparticles (Fe3O4) and determining its efficiency in Cadmium removal from aqueous solutions. Consequently, magnetite nanoparticles were synthesized and the effect of pH, contact time, Cadmium concentration and nanoparticles amount on cadmium removal efficiency were investigated in batch system. Scanning Electron Microscope (SEM), XRD and FTIR were used to characterization of the synthesized magnetite nanoparticles. SEM results showed that the diameter of the particles is 40-60 nm. Results also showed that the optimum pH value for adsorption was 6. The adsorption capacity increased and the adsorption efficiency decreased with increasing concentration of Cadmium ions and reducing the amount of adsorbent. The magnetite nanoparticles have advantages such as high removal efficiency and short reaction time and can be used as a method to remove Cadmium from aqueous solutions.