حذف اورانيم (VI) از محلول‌هاي آبي با ايجاد كمپلكس اورانيم بنزاميد با استفاده از نانوكامپوزيت AC_Fe3O4

Removal of Uranium (VI) from aqueous solution by Uranium Benzamide Complex using AC_Fe3O4 Nanocomposite

زمینه و هدف: با استفاده روزافزون از صنعت هسته‌ای نگرانی‌ها درباره حضور اورانیم در محیط‌زیست و اثر آن بر سلامت انسان‌ها افزایش یافته است. اورانیم یك فلز سنگین رادیواكتیو با نیمه عمر طولانی است كه دارای دو سمیت شیمیایی و رادیو اكتیوی است. در این تحقیق از تشكیل كمپلكس اورانیم بنزامید جهت حذف اورانیم در محلول‌های آبی توسط نانوكامپوزیت AC_Fe3O4 استفاده شده است. روش بررسی: ابتدا جاذب AC_Fe3O4 توسط روش هم رسوبی سنتز گردید. طراحی كلیه آزمایش‌ها نیز به صورت یك فاكتور در زمان انجام گرفت. سپس مقدار بهینه pH، زمان تماس و میزان جاذب تعیین گردید. در نهایت تأثیر غلظت اولیه بنزامید و مدل ایزوترمی و سینتیكی داده‌ها در پساب سنتتیك بررسی شد. خصوصیات فیزیكی جاذب نیز توسط آنالیز SEM و FTIR تعیین گردید. یافته‌ها: آنالیز SEM و FTIR تاییدكننده پوشیده شدن سطح كربن فعال با نانو ذرات Fe3O4 و مغناطیسی شدن جاذب بودند. نقاط بهینه فرایند جذب در: pH برابر با 6، زمان تماس min۳۰ و دوز جاذب g به دست آمد. داده‌ها نشان‌دهنده افزایش 6% راندمان حذف اورانیم همزمان با افزایش غلظت بنزامید به mg/L50 بود. همچنین فرایند جذب اورانیم بر روی این جاذب از مدل ایزوترمی لانگمویر و مدل سینتیكی شبه درجه دوم تبعیت بیشتری داشت. بالاترین راندمان حذف اورانیم در پساب سنتتیك نیز ۹۵% به دست آمد. نتیجه‌گیری: حذف اورانیم (VI) با تشكیل كمپلكس اورانیم بنزامید بر روی نانوكامپوزیت AC_Fe3O4 فرایندی سریع است كه بسیار وابسته به pH محلول است. این روش با رساندن ماكزیمم ظرفیت جذب جاذب به mg/g 15/87 روشی مناسب جهت حذف اورانیم است.

Background and Objectives: Increased growing nuclear industry has increased the researchers concerns on uranium presence in the environment and its effects on human health. Uranium is a dangerous radioactive heavy metal with high half-life and chemical toxicity. Therefore, the main objective of this study was to removal uranium (VI) from aqueous solution by uranium benzamide complex using AC_Fe3O4 nanocomposite. Materials and Methods: AC_Fe3O4 nanocomposite was synthesized using co-precipitation method. The experiments were designed as one factor at the time method. The optimum range of pH, contact time, amounts of adsorbent, and concentration of benzamide were determined. Then, kinetic and isotherm of uranium adsorption were studied. In addition, the properties of this adsorbent were characterized using scanning electron microscopy (SEM) and Fourier transform infrared (FTIR). Results: The SEM and FTIR analysis confirmed that activated carbon is coated with Fe3O4 nanoparticles and the magnetic property of AC-Fe2O3 was approved. According to the results, the optimum conditions were pH =6, contact time =30 min, and 0.06 g of adsorbent dose. The adsorption of uranium on the AC_Fe3O4 nanocomposite fitted to Langmuir isotherm and pseudo-second order kinetic model. The removal of U(VI) was increased about 6% with increasing in benzamide concentration to 50 mg/L. The best percentage removal of uranium in aqueous solution was 95%. Conclusion: The removal of U(VI) on AC_Fe3O4 nanocomposite with the aid of benzamide is a rapid and highly pH depended process. The maximum sorption capacity (15/87 mg/g) of AC_Fe3O4 nanocomposite shows that this method is a suitable method for Uranium removal.