بررسي كارايي نانو ذرات Fe3O4 اصلاح شده با پوست پرتقال در حذف يون هاي سرب و مس از محيط هاي آبي

Investigation of Fe3O4 Nano particles Modified with Orange Peel Efficiency in Removal of Lead and Copper ions from Aqueous Environments

مقدمه: ورود فلزات سنگين به منابع آب و زنجيره ي غذايي تهديد جدي براي سلامت انسان است. هدف از اين تحقيق بررسي كارايي نانو ذرات Fe3O4 اصلاح شده با پوست پرتقال در حذف يون هاي سرب و مس از محيط هاي آبي است. روش بررسي: پژوهش تجربي و در سال 1391 انجام شد و از نانو ذرات Fe3O4 كه با پوست پرتقال اصلاح گرديد بعنوان جاذب استفاده شد. آزمون ها تحت فرايند ناپيوسته توسط 300 ميلي گرم بر ليتر از جاذب با تغيير فاكتورهاي موثر مانند زمان تماس (20، 40، 60، 80، 100، 150، 200 و 250 دقيقه)،pH (12-3)، دما (20، 30، 40 و 0C 50) و غلظت هاي 10 و 20 ميلي گرم بر ليتر از يون هاي سرب و مس انجام گرديد. سينتيك جذب و پارامترهاي ترموديناميك مطابق با شرايط تيوري ارزيابي شدند. يافته ها: بيشترين ظرفيت جذب يون هاي سرب و مس بر روي جاذب تحت شرايط بهينه (زمان تماس 40 دقيقه،pH برابر 6، غلظت mg/L20 و دماي 0C50) به ترتيب برابر mg/g06/70 و 21/71 حاصل شد. جذب يون هاي سرب و مس مطابق با مدل سينتيكي شبه درجه دو بود و به ترتيب با ضرايب همبستگي 91/0 و 99/0 با مدل جذب لانگمير تناسب داشتند. مقادير مثبت آنتالپي (?Ho) طبيعت گرماگير و مقادير منفي انرژي آزاد (?Go) خودبه خودي بودن فرايند را نشان داد. نتيجه گيري: در شرايط مطلوب 98 % جذب يون هاي سرب و مس بر روي جاذب اتفاق افتاد. نتايج نشان داد كه نانو ذرات Fe3O4 اصلاح شده با پوست پرتقال مي تواند جاذبي موثر براي حذف يون هاي سرب و مس از منابع آبي آلوده باشد.

Introduction: Heavy metals with their entry into the food chain and water resources are considered as a serious threat to human health. This study aimed to survey Fe3O4 nano particles modified with orange peel efficiency in removal of lead and copper ions from aqueous environments. Methods: This experimental research was implemented during the year 2012 and Fe3O4 nano particles were used as adsorbent which were modified with orange peel. Experiments were implemented under batch process by adsorbent (300 mg/L) with changing effective factors such as contact time (20, 40, 60, 80, 100, 150, 200, 250 minutes), pH (3-12), temperature (20, 30, 40, 50 ° C) and concentration of lead and copper ions (10, 20 mg/L). Kinetic adsorption and thermodynamic parameters were investigated according to the conditions of the theory. Results: The maximum adsorption capacity of lead and copper ions on the adsorbent under optimum condition (contact time = 40 min, pH = 6 and temperature = 50 ° C) was obtained which turned out to be 70.06 and 71.21 mg/g respectively. Adsorption of lead and copper ions was according to pseudo-second-order kinetics and with relation to coefficients equal to 0.91 and 0.99 respectively and being fit with Langmuir adsorption model. Positive values of enthalpy (?Ho) indicated the endothermic nature of the process and negative values of free energy (?Go) thus indicating the spontaneity of the process. Conclusion: Adsorption of lead and copper ions on the adsorbent under optimum condition turned out to be 98%. The results showed that Fe3O4 nano particles modified with orange peel can be an effective adsorbent for the removal of lead and copper ions from contaminated water resources.