حذف كروم شش ظرفيتي توسط نانو ذره هاي فريت

Removal of Hexavalent Chromium by Frrite Nono Particles

در حال حاضر فلزهای سنگین در بسیاری از پساب­های صنعتی یافت می­ شوند و از جمله مهم­ ترین آلاینده­ های محیط زیست محسوب می­ شوند. نانوذره­ های آهن مغناطیسی با استفاده از مكانیسم­ های جذب سطحی، تبادل یونی و نیروهای الكتروستاتیك می ­توانند در حذف فلزهای سنگین از پساب­های صنعتی مورد استفاده قرار گیرد. هدف از انجام این پژوهش بررسی كارایی نانوذره­ های مگنتیت در حذف كروم شش ظرفیتی از پساب و پارامترهای مؤثر بر آن می ­باشد. نانوذره ­های مگنتیت در اندازه ی میانگین 70 نانومتری و به روش هم رسوبی سنتز و عامل ­های گوناگون مؤثر بر جذب یون های فلزی، به عنوان نمونه، pH، دما، مقدار جاذب، غلظت اولیه كروم و زمان تماس به منظور بهینه­ سازی شرایط عملیات بررسی شد. همچنین برای شناسایی نانوذره ­ها از الگوی پراش اشعه ایكس(XRD) و نیز برای بررسی ساختار و اندازه نانوذره ­های مگنتیت از میكروسكوپ الكترونی روبشی گسیل میدانی (FE-SEM)استفاده شد. نتیجه­ های این پژوهش نشان داد كه همانند بسیاری از فرایندهای جذب، مكانیسم حذف به شدت تحت تأثیر pH  قرار دارد. همچنین در pH معادل 2، در حالی كه غلظت اولیه كروم 30 میلی گرم بر لیتر باشد با افزودن 5/3 گرم بر لیتر نانوذره ­های مگنتیت سنتز شده در زمان تماس 20 دقیقه حدود 94 درصد از كروم شش ظرفیتی حذف خواهد شد و در مقدارهای بالای pH بازده حذف كاهش خواهد یافت. بنابراین نانوذره ­های مگنتیت دارای توانایی بالایی در حذف كروم شش ظرفیتی از پساب دارای این یون می باشند و بازده حذف كروم شش ظرفیتی با افزایش pHكاهش می ­یابد. نتیجه­ ها همچنین نشان داد با افزایش غلظت اولیه كروم، میزان جذب كاهش و همچنین با افزایش میزان جاذب، مقدار جذب كروم افزایش می ­یابد. هم­دمای حالت تعادل با مدل های هم­دمای جذب لانگمویر و فرندلیچ مطابقت داده شد و نتیجه ­ها نشان داد كه داده ­های به­ دست آمده از حذف كروم شش ظرفیتی توسط نانوذره­ های فرومغناطیسی با مدل هم­دما جذب لانگمویر مطابقت خوبی دارد.

Heavymetals, present in many industrial wastewaters,are considered as majorpollutants of environment. Magnetic iron nanoparticles are known for their superior adsorption, ion exchange and electro-static forces characteristics.  The aim of this study was to evaluate the efficiency of magnetic nanoparticles for removal of hexavalent chromium from wastewater and the parameters that influence the removal. The magnetite nanoparticles were prepared by co-precipitation method where produced Fe3O4 nanoparticle’s average size was 40 nm. Various factors influencing the adsorption of metal ions, e.g., pH, temperature, amount of adsorbent (magnetic nanoparticles), initial concentration of chromium, andcontact time were investigated to optimize the operational conditions of the process and to detect particles of X-Ray Diffraction (XRD) pattern was used. Results indicated that the mechanism was strongly influencedby solution pH, similar to many adsorption processes. At  pH= 2, while initial concentration of chromium was 30 mg/L and a dose of 3.5 g/L synthesized magnetite nanoparticles was added, in 20 minutes contact time 94 % of chromium (VI) was removed. At higher pH levels of the solution, efficiency of removal declined. Final results proved that magnetite nanoparticles have high capacity for removal of chromium (VI) from solutions containing this salt, and removal efficiency for chromium(VI) is reversely related to pH. The results also showed the adsorption was decreased by increasing the initial concentrations of chromium(VI) in solutions. As expected an increase in adsorbent dosage increased the removal of chromium (VI). Equilibrium isotherms were analyzed by Langmuirand Freundlichadsorption models and the results proved that the behavior of chromium adsorption by Ferro-magnetic nano-particles is best expressed by Langmuir isotherm.