بررسي جذب يون‌هاي روي، كادميم و سرب با كيتين استخراج شده از شاه ميگو درياي عمان

Study of Zn, Cd, and Pb Adsorption Using Chitin Extracted from Lobsters from Oman Sea

پوسته شاه میگو به‌منظور استخراج كیتین در مهرماه 1381 از بندر كنارك جمع‌آوری، خالص سازی و خشك شد. استخراج كیتین از پوسته با روش‌های مرسوم شیمیایی طی مراحل كانی‌زدایی، حذف مواد پروتئینی و مواد رنگی انجام شد. پوسته توسط اسید استیك و كلرید سدیم یك درصد خالص سازی شد كه دارای 12 درصد كیتین خالص است. شناسایی و تعیین ساختار ملكولی كیتین حاصله با روش‌های طیف سنجی مادون قرمز و پراش اشعه ایكسBET  و تجزیه عنصری دستگاهی انجام شد. طیف FT-IR كیتین استخراج شده با طیف FT- IR استاندارد مرك كاملاً مطابقت داشت. كیتین یك پلیمر خطی n- استیل كلوگز امین است كه یون‌های فلزی می‌توانند روی این گروه‌ها جذب شوند. بررسی سینتیكی واكنش كیتین با یون روی نشان داد كه زمان تعادل جذب شش ساعت است. ایزوترم‌های جذب لانگمیر برای یون‌های سرب، روی و كادمیم با غلظت اولیه 3- 10 × 2 مولار در pHهای مختلف و قدرت یونی 002/0 مولار و دمای اتاق با روش نیمه پیوسته ظرفی تهیه شد. بیشترین مقدار یون‌های فلزی جذب شده روی كیتین در pH برابر 75/6 برای كادمیم، 119/0، مول بر كیلوگرم و 2+ برای روی، 714/0 مول بر كیلوگرم و +2 برای سرب، 630/1 مول بر كیلوگرم می‌باشد. نمودارهای مقادیر تعادلی یون‌های فلزی و جذب شده روی كیتین نسبت به pH نشان می‌دهند كه ظرفیت جذب كیتین به pH ، زمان واكنش، غلظت یون فلزی، و اندازه ذرات كیتین بستگی دارد. بنابراین كیتین به‌عنوان یك پلیمر طبیعی غیر سمی می‌تواند در سم‌زداییآب به‌علت وجود یون‌های فلزی سنگین به‌كار رود.

Lobster shells from Konarak Port were collected in October 2002, purified, and dried for the purposes of the present study. Chitin was extracted from the shellsusing the common chemical processes of demineralization, proteinzation, and decolonization, beforepurificationwith 1% CH3COOH and 1% NaCl to obatin an extract containing 12% (w/w) chitin. Chitin composition was determined using FT-IR, X-Ray powder diffraction, BET, and C.H.N.S analysis. The FT-IR spectrum of the extracted chitin was corresponded well to the Merck standard one, indicating that it is a linear polymer of N-acetyl-D- glucosamine on which metal ions can be adsorbed. Kinetic study of chitin’s reaction with Zn+2 at pH=6.75 and an ionic strength of 0.02 M indicated that adsorption equilibrium was reached within six hours of mixing. Adsorption Langmuir isotherms for a solution of Zn+2, Cd+2, and Pb+2 ions at an initial concentration of 2×10‒3 M were determined for an ionic strenght of 0.02 M, different pH levels, and at ambient temparature using the discontinued in-pot method. The maximum amounts of metal ions adsorbed on chitin at pH= 6.75 were measured to be 0.119 mol/kg for Cd+2, 0.714 mol/kg for Zn+2, and 1.630 mol/Kg for Pb+2. The overdyeing graphs, Cs= f (pH), show that the adsorption capacity of chitin is influenced by such factors as pH, reaction time, metal ion concantration, and adsorbent particle size. Thus, chitin as a non-toxic natural polymer may be highly recommended for water detoxification from heavy metal ions.