حذف نيترات از محلولهاي آبي با استفاده از جاذب نانو حفره سيليكايي MCM-41 عامل‌دار شده با گروههاي آلي دي‌آميني

Nitrate Removal from Aqueous Solution Using Nanoporous MCM-41 Silica Adsorbent Functionalized with Diamine Group

نيترات يكي از آلاينده‌هاي خطرناك محيط‌هاي آبي است كه منجر به بروز مشكلات بهداشتي فراواني مي‌شود. اين پژوهش با هدف حذف نيترات از محلولهاي آبي با استفاده از ميان حفره سيليكايي MCM-41 عامل‌دار شده با گروه آلي دي‌آميني (NH2-NH-MCM-41) انجام شد. ابتدا ميان حفره MCM-41 سنتز گرديد و به‌روش پيوند تكميلي با گروههاي آلي دي آميني عامل‌دار شد. براي شناسايي مواد سنتز شده، از آناليزهاي XRD، BET و FTIRاستفاده شد. نتايج به‌دست آمده از آزمايش‌هاي جذب نيترات در سيستم ناپيوسته جذبي، ميزان بالاي مقدار جذب و درصد حذف را نشان داد. ميزان بهينه pH برابر7، ميزان بهينه جاذب 5 گرم در ليتر و غلظت اوليه بهينه آنيون نيترات 110 ميلي‌گرم در ليتر محاسبه شد. تاثير زمان تماس جاذب با آنيون نيترات نشان داد كه بالاترين ميزان جذب در زمان 15 دقيقه است. مقدار جذب براي جاذب NH2-NH-MCM-41 برابر 74/15 ميلي‌گرم در گرم به‌دست آمد و درصد حذف آنيون نيترات توسط اين جاذب نيز ميزان 75 درصد را نشان داد. همچنين داده‌هاي جذب تعادلي با استفاده از مدل‌هاي ايزوترمي لانگمير و فروندليچ بررسي و بيشينه ظرفيت جذب تعادلي معادل 8/29 ميلي‌گرم بر گرم برآورد گرديد. نتايج به‌دست آمده نشان داد كه جاذب ميان حفره NH2-NH-MCM-41 مي‌تواند به‌عنوان جاذبي مناسب براي حذف آنيون‌هاي نيترات از محيط‌هاي آبي مورد استفاده قرار گيرد.

Nitrate is one of the contaminants in the aquatic environment and causes health problems. In the present study, removal of nitrate from aqueous solution using the mesoporous MCM-41 silica functionalized with diamine group (NH2-NH-MCM-41) was investigated. The modification of mesoporous MCM-41 materials by grafting diamine functional groups directly to the surface of a solid adsorbent was studied. The structure of the synthesis materials was characterized by XRD, BET and FT-IR. Results revealed that nitrate adsorption in batch system show high adsorption capacity (15.74 mg/g) and removal percentage (75%). The optimal pH, amount of adsorbent and initial concentration for removal of the nitrate anion on NH2-NH-MCM-41 were found at 7, 5 g/l and 110 mg/l, respectively. Maximum adsorption capacity was also attained at contact time 15 min for removal of nitrate anion. The experimental data were analyzed using the Langmuir and Freundlich isotherm models and the maximal equilibrium uptake capacity of 29.8 mg/g was obtained. The results of the present study showed that NH2-NH-MCM-41 adsorbent can be used as an adequate adsorbent for removing anion nitrate from aquatic environments.