بررسي جذب يون سرب از محلول‌هاي آبي با كلينوپتيلوليت ايراني اصلاح شده با نانو ذرات (TiO2 و Fe3O4)

Removal of lead from aqueous solutions using the Iranian domestic clinoptilolite-modified by TiO2 and Fe3O4 nanoparticles

فلزات سنگين براي گياهان و جانوران مضرند. فاضلاب‌هاي صنعتي يكي از منابع آلاينده محيط زيست هستند، بنابراين تصفيه پساب و حذف كاتيون‌هاي فلزات سنگين از اهميت زيادي بر خوردارست. در اين پژوهش، جذب يون‌هاي سرب (Pb2+) از محلول‌هاي آبي با كلينوپتيلوليت (زيوليت طبيعي ايران) تقويت شده با نانو ذرات (TiO2 و Fe3O4)، در شرايط متفاوت به روش ناپيوسته مورد بررسي قرار گرفته است. براي تهيه نمونه‌ي مورد نظر از روش پراكندگي حالت جامد (SSD) استفاده و مشخصات آن با روش‌هاي XRD ،BET ،SEM و EDS بررسي شده است. تاثير عوامل موثر از جمله غلظت اوليه فلز، زمان تماس، pH، مقدار جاذب، دما و سرعت لرزننده بر ميزان جذب اندازه‌گيري شده است. نتيجه‌هاي آزمايش‌ها نشان مي‌‌دهد كه با افزايش غلظت فلز، درصد جذب كاهش اما ميزان جذب به ازاي واحد وزن جاذب (mg/g) افزايش مي‌‌يابد و افزايش pH بيش از 4 تاثير چنداني بر روي جذب ندارد. نمودارهاي هم دماي جذب لانگموير و فرندليش مورد تجزيه و تحليل قرار گرفتند و ظرفيت جذب mgg-1 109/89 به دست آمد. با افزايش دما تا K 313 فرايند گرماگير و پس از آن گرمازاست. درجه واكنش از نوع اول بوده و ثابت سرعت min-1 0/0093 در غلظت ppm 100 در دماي K 303 است.

Heavy metals are toxic for human and animals.Industrial wastewater streams containing heavy metals are produced from different industries. Clinoptilolite (CP) (Iranian domestic Natural Zeolite) was modified by titanium oxide and iron oxide nanoparticles using solid-state dispersion (SSD) method. These nanoparticles of the adsorbent were characterized by BET, XRD, SEM, and EDS. Various factors affecting the uptake behavior such as contact time, initial concentration of Pb2+, dosage TiO2-Fe3O4/CP, pH, temperature, and shaker rate were investigated. The maximum effect of adsorbent was observed at 5 wt. % TiO2, 5 wt. % Fe3O4, and 90 wt. % Clinoptilolite. The equilibrium data were analyzed using Freundlich and Langmuir isotherms and the Langmuir adsorption capacity was found to be 109.89 mgg-1. Thermodynamic parameters showed that the adsorption process was endothermic from 283 to 313 K, then it was exothermic from 323 to 333 K. The kinetics followed is first order in nature, and the value of rate constant was found to be 0.0093 min-1 at 100 ppm and 303 K.