تهيه و مشخصه‌يابي نانوكامپوزيت زيستي كيتوسان با نانولوله‌هاي كربني به منظور حذف كادميوم (II) از محيط آبي

Preparation, characterization and biosorption properties of chitosan-mwcnts nanocomposite for removal of cadmium from aqueous solution

حذف يونهاي كادميوم از محيط آبي توسط نانوكامپوزيت زيستي كيتوسان -نانو لوله هاي كربن Ch-MWCNTs در يك سيستم ناپيوسته مورد بررسي قرار گرفت. ريخت شناسي كيتوسان اصلاح شده، توسط ميكروسكوب روبش الكتروني (SEM)، طيف بيني مادون قرمز FTIR و آناليز وزن سنجي حرارتيTGA انجام شد. اثر پارامترهائي مهم نظير غلظت يون كادميوم، pH اوليه ، زمان تماس و دما بر ميزان حذف كادميوم مورد ارزيابي قرار گرفت. داده هاي تجربي توسط ايزوترم هاي لانگموِير، فروندليج ، دابنين-راداشكوويچ و تمكين مورد بررسي قرار گرفت. برازش داده ­هاي تعادلي نشان داد كه فرايند جذب با مدل لانگموِير با ضريب همبستگي 0/995 R2= مطابقت دارد، بيشترين ظرفيت جذب جاذب mg/g 27 /24 در اين مدل بدست آمد. بررسي مدل هاي سنتيكي بر روي داده­هاي جذب توسط سه مدل انجام شد، كه مدل سينتيكي شبه مرتبه دوم با ضريب همبستگي 0/996R2= بهترين برازش را داشت. در پايان مطالعات ترموديناميكي بمنظور تعيين انرژي آزاد گيبس، آنتالپي استاندارد، آنتروپي استاندارد و انرژي فعال سازي انجام شد.

The removal of Cd (II) ions from aqueous solution by synthesized chitosan-mwcnts (ch-mwcnts) was investigated in a batch adsorption system. The morphological of modified chitosan was characterized by scanning electron microscopy (SEM), fourier transfer infrared spectroscopy (FT-IR) and thermogravimetric analysis (TGA). The effect of various factors such as; initial concentration of cadmium ions, initial pH and temperature of the solution for removal of Cd (II) was studied. The experimental isotherm data were analyzed by Langmuir, Freundlich, Dubinin–Radushkevich and Temkin models. Equilibrium data agreed well with Langmuir isotherm, Based on this model, the maximum adsorption capacity of nanocomposite of ch-mwcnts for Cd (II) was obtained to be 24.27 mg/g at pH=6. A pseudo-second order model has been proposed to correlate the experimental data (R2= 0.996). The thermodynamic parameters such as standard Gibb’s free energy (∆G˚), standard enthalpy (∆H˚), standard entropy (∆S˚) and activation energy (Ea) were evaluated by applying the Van’t Hoff and Arrhenius equations and were determined as -0.088 to -1.208 kJ/mol , 16.6 kJ/mol , 56 J/ mol. K and 5.58 kJ/ mol, respectively.