بررسي مقدار جذب شيميايي كروم توسط ساقه برنج با استفاده از مدل ايزوترم جذب فيزيكو شيميايي

Study of chemical absorption of chromium by rice stem using physico-chemical adsorption isotherm model

زمينه و هدف: يكي از مهم ­ترين اهداف مدل‌هاي ايزوترم جذب، تعيين حداكثر ظرفيت جاذب است. هدف اصلي از اين تحقيق، بررسي مقدار جذب شيميايي كروم از محيط آبي توسط ساقه برنج با استفاده از مدل ايزوترم جذبفيزيكو شيميايي شامحمدي و مقايسه مدل‌هاي ايزوترم جذب در تعيين حداكثر ظرفيت جاذب است. روش بررسي: براي انجام اين تحقيق از ساقه برنج با اندازه ذرات 75، 300، 850 و 1200 ميكرون و محلول كروم با غلظت‌هاي 15 تا 40 ميلي‌گرم بر ليتر استفاده شد يافته‌ها: حداكثر بازده جذب در 2=pH و جرم 10 گرم بر ليتر از جاذب 75 ميكروني، 96/30% به دست آمد. حداكثر ظرفيت جذب ساقه برنج از مدل لانگموير و مدل شامحمدي در اندازه ذرات 75 ميكرون به ترتيب 2/918 و 4/926 ميلي‌گرم بر گرم، در اندازه ذرات 300 ميكرون، 2/206 و 3/310 ميلي‌گرم بر گرم، در اندازه ذرات 850 ميكرون، 1/838 و 2/617 ميلي‌گرم بر گرم و در اندازه ذرات 1200 ميكرون، 1/037 و 1/322 ميلي‌گرم بر گرم به دست آمد. بحث و نتيجه‌گيري: نتايج مطالعات ايزوترم جذب نشان داد كه بر اساس مدل شامحمدي به طور متوسط 20/5% مقدار جذب به صورت جذب اوليه مي‌باشد. همچنين با در نظر گرفتن مقدار جذب تعادلي (qe) به عنوان تابعي از غلظت اوليه (c0)، ضمن اين كه باعث افزايش دقت مدل ايزوترم مي‌شود (بر اساس معيارهاي ارزيابي)، مقدار حداكثر ظرفيت تعادلي جذب (qemax) را نيز به طور متوسط به اندازه 26/5% بيش­تر از مدل لانگموير نشان مي‌دهد. بنابراين كاربرد مدل شامحمدي به طور ميانگين 47%، مقدار ظرفيت جذب يون كروم توسط ساقه برنج را بيش­تر از مدل لانگموير نشان مي‌دهد.

Background and Objective: One of the main objectives of the adsorption isotherm models is to determine the maximum capacity of the adsorbent. The main purpose of this study is to investigate the chemical absorption rate of chromium from aqueous solution by rice stem, using physico-chemical adsorption isotherm model of Shamohammadi and to compare adsorption isotherm models for determining the maximum capacity of the adsorbent. Method: The rice stem with particle sizes of 75, 300, 850 and 1200 micron, and the chromium solution with concentrations of 15 to 40 (mg/L) were used in this study. Findings: The maximum adsorption efficiency of 96.30 % was obtained in in pH=2 using 10 (g/l) of rice stem with particle size of 75 micron. The maximum adsorption capacities of chromium by Langmuir model and Shamohammadi model for the rice stem were obtained as 2.918 and 4.926 (mg/g) in particle size of 75 microns, 2.206 and 3.310 (mg/g) in particle size of 300 microns, 1.838 and 2.617 (mg/g) in particle size of 850 microns and 1.037 and 1.322 (mg/g) in particle size of 1200 microns respectively. Conclusion: Isotherm absorption studies showed that, based on Shamohammadi model, averagely 20.5% of adsorption occurs as initial adsorption. Moreover, by considering equilibrium adsorption (qe) as a function of initial concentration (C0), not only the precision of the model will be enhanced (according to evaluation criteria), but also the equilibrium capacity of adsorption increases to an average of 26.5% compared to the Langmuir model. Thus, application of the Shamohammadi model increases the capacity of chromium absorption by rice stem by an average of 47% compared to the Langmuir model.