اثر پالايش شيميايي و حرارتي بر روي ميزان ظرفيت جذب دياتوميت طبيعي ايران

The Impact of Chemical and Thermal Refining on Adsorption Capacity of Iranian Natural Diatomite

سابقه و هدف: يكي از فاكتور هايي كه در ميزان راندمان حذف و جذب آلاينده ها تاثير دارد، ميزان سطح بستر است. امروزه استفاده از بستر هايي كربن فعال، زئوليت هاي مصنوعي نظير Y و ZSM-5 به دليل دارا بودن سطح زياد از كارايي خوبي برخوردار مي باشند. در اين مطالعه به اصلاح دياتوميت با استفاده از فرايندهاي شيميايي و حرارتي جهت افزايش سطح بستر و همچنين ميزان ظرفيت جذب پرداخته شد. مواد و روش ها: نمونه خام دياتوميت بعد از شستشو با آب مقطر، با محلول 1 مولار اسيدكلريدريك طي دو مرحله 6 ساعته تحت دماي ° C 70 پالايش و درنهايت در دماي ° C 750 به مدت 4 ساعت كلسينه و در نهايت مشخصه‌هاي آن نظير مساحت سطح ويژه، توزيع منافذ، ايزوترم جذب - واجذب و ميزان ظرفيت جذب آن با عبورآلاينده تولوئن از آن مورد بررسي قرار گرفت. يافته‌ها: پالايش اسيدي موجب افزايش 2/2 برابري مساحت سطح ويژه، نسبت به نمونه‌اي كه تنها با آب ديونيزه شسته شده، داشت و همچنين ميزان SiO2 به 88/16% رسيد. با كلسينه كردن نمونه سطح ويژه 16/4% كاهش داشته و ساختار كريستالي افزايش يافت. نتايج XRF و XRD نشان داد كه بيشترين تركيب ساختار دياتوميت به ترتيب كريستوباليت، كوارتز و فلدسپار بوده و همچنين ميزان ظرفيت جذب در نقطه شكست و اشباع بعد از اصلاح به ترتيب 131% و 97% افزايش‌ يافت. نتيجه‌گيري: اگرچه با اصلاح دياتوميت با اسيد و كلسينه كردن در دماي ° C 750، ميزان سطح بستر و همچنين ظرفيت جذب آن افزايش يافت ولي در مقايسه با بستر هاي موجود نظير كربن فعال و انواع زئوليت سنتزي افزايش چشم گيري نداشته و مطالعه بيشتري را مي طلبد.

Background and Objective: One of the factors that affects the rate of adsorption and removal of pollutants is the level of substrate surface. Today, the use of active carbon substrates and synthetic zeolites such as Y and ZSM-5 are considered to have great efficiency due to their high surface area. In this study, diatomite modification was carried out using chemical and thermal processes to increase the substrate surface and the amount of adsorption capacity. Materials and Methods: After washing with distilled water, the crude sample of diatomite was purified with 1 M solution of hydrochloric acid in two 6-hour stages at the temperature of 70°C, and finally, it was calcinated at the temperature of 750°C for 4 hours. Eventually, we studied its characteristics such as specific surface area, pore distribution, sorption-desorption isotherms, and its adsorption capacity through passing toluene pollutant through it. Results: Acid refinication increased specific surface area by 2.2 times compared to a sample only washed with deionized water. Furthermore, the rate of SiO2 reached 88.16%. Through calcinating the sample, the specific surface decreased by 16.4% and crystalline structure increased. The results of X-ray fluorescence (XRF) and X-ray diffraction (XRD) indicated that the major components of diatomite included cristobalite, quartz, and feldspar, respectively. In addition, the adsorption capacities at break point and saturation after modification elevated by 131% and 97%, respectively. Conclusion: Our results indicated that although with the modification of diatomite using acid and calcination at the temperature of 750°C surface area and adsorption capacity increased, this increase was not remarkable compared to the existing substrates such as active carbon and synthetic zeolite types; thus, it requires further studies.