بررسي كارايي جاذب‌هاي پليمري شبكه‌اي درحذف فلزات سنگين آب با استفاده از مطالعات ايزوترم جذب

Using Adsorption Isotherm Studies to Determine Crosslinked Polymeric Adsorbent Performance in Heavy Metals Removal from Water

جاذب‌های پلیمری ابزار مفیدی برای حذف فلزات سنگین از محلول‌های آبی به‌شمار می‌روند. از آنجایی‌كهاستفادهاز مدل‌های جذب می‌تواند موجب پیش‌بینی و تسهیل ارزیابی این فرایند شود،لذا در این تحقیق به بررسی رفتارجذبی جاذب‌های شبكه‌ای شده كیتوزان، پلی‌وینیلالكل و تركیب آنها )نسبت وزنی 1:1)به‌منظور حذف فلزات نیكل و منگنز از محلول‌های آبی، از طریق دو مدل جذب لانگمیر و دوبینین-رادشكویچ، پرداخته شد. جاذب پلی وینیل الكل با هر دو روش شیمیایی و پرتویی و سایر جاذب‌ها به‌دلیل عدم مقاومت كیتوزان به پرتو فقط به روش شیمیایی شبكه‌ای شدند. برای هر دو فلز، مدل لانگمیر تطابق بهتری با داده‌های آزمایشگاهی داشت. بیشینه ظرفیت جذب به‌دست آمده از مدل لانگمیر نشان داد كه جاذب كیتوزان/پلی وینیل الكل از جذب بالاتری نسبت به جاذب‌های دیگر برخوردار است. بیشینه جذب توسط این جاذب63/52 میلی‌گرم بر گرم برای نیكل و 30/30 میلی‌گرم بر گرم برای منگنز بود و فلز نیكل بیشتر از منگنز جذب شد. همچنین، پلی وینیل الكل شبكه‌ای شده به روش شیمیایی، برای نیكل بیشینه جذب46/38 میلی‌گرم بر گرم و برای منگنزبیشینه جذب 23/19 میلی‌گرم بر گرم را داشت كه نسبت به مقدار مربوط به نمونه شبكه‌ای شده به روش پرتوییبالاتر بود. درنهایت برمبنای نتایج حاصل از این مطالعه مشخص شد كه میزان جذب در ارتباط با نوع فلز جذب شده، ساختار جاذب و روش شبكه‌ای كردن آن است.

Polymeric adsorbents are useful tools for removing heavy metals from aqueous solutions. Adsorption models are efficient tools for accurate prediction and evaluation of the practical adsorption process in real situation. In this study, the two isotherms of Langmuir and Dubinin-Radushkevich models were employed to investigate the absorption performance of chitosan, PVA, and chitosan/PVA blend (with a weight ratio of 1:1) in the removal of Mn (II) and Ni (II) from aqueous solutions. The PVA adsorbent was crosslinked by both chemical and radiation methods while the others were crosslinked only chemically due to Chitosan’s lack of resistance to radiation. The results showed that the Langmuir model fitted the experimental data better than the Dubinin-Radushkevich one for both metals. The maximum adsorption capacity (qmax) of the Langmuir model showed that the PVA/Chitosan adsorbent had the best adsorption compared to other adsorbents, with 52.63 mg/g for Ni and 30.30 mg/g for Mn (evidently more Ni was absorbed than Mn). Also, maximum adsorption by the chemically crosslinked PVA was 38.46 mg/g for Ni and 19.23 mg/g for Mn, which exhibits a higher level than adsorption by the radiation crosslinked PVA The results indicate that absorption capacity depends on the type of adsorbed metal, absorbent structure, and the crosslinking method employed.