بررسي عملكرد نانو ذرات مگنتيت تثبيت شده با تفاله چاي در حذف كروم شش ظرفيتي از محلول هاي آبي

Evaluating the Performance of Magnetic Nanoparticles stabilized by tea-waste in the removal of Cr+6 from aqueous solutions

چكيده مقدمه: كروم به دليل سميت و به لحاظ تاثيرات مضر يكي از آلاينده هاي بسيار مهم در منابع آب هاي سطحي و زيرزميني، خاك و فاضلاب مي باشد. هدف از اين پژوهش سنتز نانوذرات مگنتيت(Fe3O4) تثبيت شده با تفاله چاي و ارزيابي عملكرد آن در حذف كروم شش ظرفيتي از محلول هاي آبي بوده است. مواد و روش ها: نانو ذرات مگنتيت تثبيت شده با روش Co-precipitationسنتز گرديد، براي تعيين ويژگي هاي نانوذرات مگنتيت تثبيت شده توليدي از ميكروسكوپ الكتروني روبشي(SEM) و دستگاه پراش نگار اشعه (XRD) X استفاده شد. تاثير پارامترهاي pH، زمان تماس، مقدار جاذب و غلظت يون فلزي بر كارايي حذف كروم شش و مدل سازي سينتيك و ايزوترم جذب در سيستم ناپيوسته مورد بررسي قرار گرفت. يافته هاي پژوهش: مطالعاتXRD بيانگر توليد كريستال هاي Fe3O4 خالص بود، تصوير SEMاز نانوذرات توليدي نشان داد كه متوسط قطر اين ذرات 50-40 نانومتر بود. نتايج نشان داد كه حداكثر جذب كروم شش در 2=pH و زمان تعادل 60 دقيقه به دست آمد. فرايند جذب از مدل سينتيك درجه دوم كاذب نوع يك تبعيت كرده و داده هاي جذب با ايزوترم لانگموير مطابقت بيشتري داشت. حداكثر ظرفيت جذب نانوذرات مگنتيت تثبيت شده توسط مدل لانگموير براي كروم شش 9/24 ميلي گرم بر گرم به دست آمد. بحث و نتيجه گيري: نتايج اين مطالعه نشان داد كه نانوذرات مگنتيت تثبيت شده مي تواند به عنوان جاذبي موثر جهت حذف كروم شش از منابع آب آلوده به كار رود. هم چنين نتايج نشان داد كه نانوذرات تثبيت شده نسبت به تثبيت نشده ظرفيت جذب بهتر، خاصيت پراكندگي و مغناطيسي و جداسازي بهتري دارد بنا بر اين از نظر اقتصادي به صر فه تر خواهد بود.

Introduction: Due to the toxicity and har-mful effects, chromium is one of the most important contaminants in the surface wa-ters, groundwater resources, soil, and se-wage. The aim of this study was to sy-nthesize the magnetite nanoparticles (F-e3O4) stabilized by tea-waste and to eval-uate their performance in the removal of Cr+6 from aqueous solutions. Materials & Methods: Stabilized magnetite nanoparticles were synthesized using a co-precipitation method. Furthermore, scan-ningg electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD) were used to dete-rmine properties of the produced and sta-bilized magnetite nanoparticles. The effects of pH, contact time, adsorbent dose and concentration of metal ions on the effic-iency of Cr+6 removaling, kinetic modeling and adsorption isotherm of Cr (VI) were investigated in the batch system. Findings: XRD analysis showed the prod-uction of pure magnetite nanoparticles.In addition, the SEM results showed that the average diameter of these particles was 40-50 nm. The results showed that the ma-ximum adsorption of Cr+6 was obtained at pH 2 and contact time 60 minutes. The results showed that the adsorption followed the pseudo-second-order kinetic model, and adsorption data were fitted well by the Langmuir isotherm. The maximum adso-rption capacity of the magnetite nan-oparticles fixed by the Langmuir isotherm for Cr (VI) adsorption was found to be 24.9 mg/g. Discussion & Conclusion: These results in-dicated that magnetite nanoparticles can be employed as an efficient adsorbent for rem-oving chromium from contaminated water sources. The results also revealed that the fixed magnetite nanoparticles have a high adsorption capacity, as well as high disp-ersion, magnetic and separation properties. Therefore, they are cost-effective and effi-cient.