بررسي راندمان حذف روي و مس از محلول آبي با استفاده از جاذب نانوساختار ني

Removal of copper and zinc from aqueous solution using nanostructured absorber phragmites australis

هدف از اين پژوهش تعيين كارايي نانوساختار ني در حذف يون هاي روي و مس از محلول هاي آبي بود. براي اين منظور نانوساختار ني تهيه شد و اثر عواملي چون pH، زمان تماس، مقدار جاذب و غلظت اوليه فلزات بر كارايي حذف روي و مس در سيستم ناپيوسته بررسي و مدل هاي جذب ايزوترم و سينتيك برازش داده شد و در انتها فرايند واجذب يون هاي روي و مس از جاذب مورد مطالعه مورد بررسي قرار گرفت. براي تعيين ويژگي هاي جاذب از آزمون هاي SEM، PSA و FTIR استفاده شد. تصوير برداري از نانو جاذب توليدي با ميكروسكوپ الكتروني نشان داد كه 5/18 درصد ذرات جاذب در محدوده نانوذره نانومتر و 81/5 درصد ذرات در محدوده نانوساختار بودند. نتايج نشان داد كه مقدار بهينه pH براي هر دو فلز 6، زمان تماس 90 دقيقه، مقدار جاذب 5/0 گرم و غلظت اوليه يون هاي فلزي 10 ميلي گرم بر ليتر بود. از بين مدل هاي ايزوترم مدل لانگموير براي هر دو يون روي و مس با بيشترين مقدار R2 (به ترتيب 98/0 و 99/0) و كمترين مقدار RMSE (به ترتيب 11/0 و 04/0) بيشترين همبستگي را با داده هاي آزمايشي داشت. همچنين در بين مدل هاي سينتيك برازش داده شده مدل هوو براي هر دو يون روي و مس با بيشترين مقدار R2 (به ترتيب 99/0 و 98/0) و كمترين مقدار RMSE (به ترتيب 04/0 و 07/0) بيشترين همخواني را داشت. نتايج واجذب فلزات از جاذب ني طي سه چرخه نشان داد كه راندمان واجذب براي يون هاي روي و مس ( به ترتيب 72 و 75 درصد) در چرخه اول اتفاق افتاد.

The aim of this study was to determine the effectiveness of phragmites australis nanostructured for removal of zinc and copper ions from aqueous solutions. Nanostructured phragmites australis was prepared for this purpose and effect of factors such as pH, contact time, initial concentration and adsorbent dosage on the removal of copper and zinc metals in a batch system check and adsorption isotherms and kinetics models were fitted and at the end zinc and copper ions desorbed by the adsorbent was investigated. To determine the absorption characteristics of the test SEM, PSA and FTIR was used. Manufactured by electronic microscopy imaging of nano-adsorbents showed that the percentages of %18.5 was nanoparticle and %81.5 was in the range of nanostructured particles. The results showed that the optimum pH value for both metals was 6, the contact time was 90 min, and initial concentration and adsorbent dosage were 10 ppm and 0.5 g. The Langmuir isotherm model for both zinc and copper ions with maximum R2 (0.98 and 0.99 respectively) and lowest RMSE (0.11 and 0.04 respectively) correlated with data. The kinetic model fitted the model Hoo for both zinc and copper ions with maximum R2 (0.99 and 0.98 respectively) and lowest RMSE (0.04 and 0.07 respectively) most consistent respectively. Desorption results showed that the metals desorption efficiency during 3 cycles for zinc and copper ions (%72 and %75 respectively) occurred in the first cycle.