بررسي كارايي كامپوزيت نانو ذرات مغناطيسي آهن- زيركونيوم/كيتوسان، جهت حذف كروم شش ظرفيتي از محيط هاي آبي

Adsorption of Chromium VI from Aqueous Solutions onto Nanoparticle Sorbent: Chitozan-Fe-Zr

سابقه و هدف: آلاينده هاي متعددي در نتيجه شهرسازي و صنعتي شدن وارد منابع آبي مي گردد. كروم شش ظرفيتي از جمله آلاينده هايي است كه به دليل سميت و به لحاظ تاثيرات مضر يكي از آلاينده هاي بسيارمهم در منابع آب هاي سطحي و زيرزميني، خاك و فاضلاب مي باشد. هدف از اين مطالعه تعيين كارايي كامپوزيت نانو ذرات مغناطيسي آهن- زيركونيوم/كيتوسان، جهت حذف كروم شش ظرفيتي از محيط هاي آبي و بررسي تاثير pH، زمان، مقدار جاذب، غلظت اوليه كروم و دما بر فرايند جذب بوده است. مواد و روش ها: اين مطالعه در مقياس آزمايشگاهي اجرا گرديد. سنتز نانوكامپوزيت مورد مطالعه به روش ترسيب شيميايي صورت گرفت و جهت بررسي خصوصيات آن از روش هاي SEM، XRD ،FTIR استفاده شد. تاثير متغيرهاي مختلفي از قبيل زمان تماس(720-0 دقيقه)، pH اوليه محلول (12-2) ، دوز جاذب(2-0/4گرم) غلظت اوليه فلز (10-0 ميلي گرم بر ليتر)، و دما (35-15درجه سانتي گراد) در يك سيستم ناپيوسته مورد بررسي قرار گرفت. اندازه گيري غلظت فلز سنگين كروم با دستگاه اسپكتروفتومتر در طول موج 540 نانومتر صورت گرفت. يافته ها: نتايج اين تحقيق نشان داد كه بالاترين راندمان حذف فلز سنگين كروم در pHبرابر4(99/52 درصد) بوده است. همچنين افزودن مقدار 1گرم اين كمپوزيت، مي تواند كروم شش ظرفيتي در همين غلظت را به ميزان بيش از 91 درصد حذف نمايد و افزايش غلظت فلز سنگين تاثير چنداني در راندمان حذف نداشت و ايزوترم جذب به خوبي با ايزوترم فروندليچ همخواني داشت. استنتاج: با توجه به نتايج حاصل از اين تحقيق، جاذب مورد مطالعه كارايي بالايي در حذف كروم شش ظرفيتي از محيط هاي آبي دارد.

Background and purpose: Various contaminants are released into water resources each year as a results of urbanization and industrialization. Chromium VI is one of the most toxic metals released into the aquatic environments, wastewater, and soil mainly via industrial sewage. The purpose of this study was to evaluate the performance of iron-zirconium/chitosan magnetic nanoparticles composite in removal of hexavalent chromium VI from aquatic environments. Materials and methods: A pilot-study was conducted in laboratory scale. Nancomposites synthesis was done using chemical precipitation and tested by SEM, XRD, and FTIR. Various factors such as contact time (0-720 min), initial pH of the solution (2-12), adsorbent dose (0.4-2 gr), initial concentration of metal (0-10 milligrams per liter), and the system temperature (15-35 ℃) were studied. The concentration of heavy metal chromium was measured using a spectrophotometer at 540nm. Results: The results showed that the highest removal efficiency of heavy metal chromium was obtained at pH 4.0 (52.99%). Moreover, addition of 1 gr composite in the same concentration could boost removing the hexavalent chromium by more than 91%. Increasing the concentration levels of heavy metals had little impact on the removal efficiency. Adsorption isotherms fitted the Freundlich isotherm. Conclusion: According to the results, the absorbent showed a high performance in removing chromium VI from aquatic environments.