كليدواژه :
فلزات سنگين , آب آلوده , هم‌دما , اثر دما
چكيده فارسي :
پليمر زيستي آلژينات به‌دليل دارا بودن تمايل و ظرفيت زياد براي جذب فلزات سنگين، ماده مناسبي براي حذف اين فلزات از آب‌هاي آلوده به‌شمار ميرود، اما ساختار فيزيكي ضعيف ژل توليد شده از آلژينات عامل محدود كننده استفاده عملي از اين تركيب است. در اين مطالعه، از كاني رسي سپيوليت به‌عنوان استحكام دهنده ژل آلژينات استفاده و تركيبات هيبريد حاصل از اختلاط نسبتهاي مختلف آلژينات: سپيوليت (1:2، 1:4 و 1:8) تهيه شد. قابليت جذب سرب در غلظت‌هاي متفاوت (25 تا 2000 ميلي‌گرم بر ليتر) در چهار دماي 15، 25، 35 و 45 درجه سلسيوس براي تعيين ثابتهاي هم‌دما و ترموديناميكي جذب سرب به‌وسيله پليمر آلژينات، رس سپيوليت و تركيبات هيبريدي آنها مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه مدل‌هاي لانگموير و فروندليچ هم‌دماهاي جذب سرب توسط جاذبهاي مورد مطالعه را به‌خوبي توصيف مي‌كنند. بر اساس پيشبيني مدل لانگموير، آلژينات بيشترين و سپيوليت كمترين ظرفيت جذب سرب را نشان دادند و جاذبهاي هيبريد از اين نظر حد واسط بودند. با افزايش دما از 15 تا 45 درجه سانتي‌گراد ظرفيت و قدرت جذب سرب توسط تمامي جاذبها افزايش يافت. مقادير منفي محاسبه شده براي تغييرات انرژي آزاد گيبس، برخود به‌خودي بودن و مقادير مثبت تغييرات انتالپي به ماهيت گرماگير جذب سرب توسط جاذبهاي مذكور دلالت دارند. همچنين مقادير مثبت تغييرات انتروپي جذب سرب نشانگر افزايش بي‌نظمي در نتيجه تغييرات ساختاري اجزاي سيستم است. به‌طوركلي ميتوان نتيجه گرفت باوجود اينكه پايدارسازي آلژينيات با سپيوليت موجب كاهش ظرفيت جذب سرب توسط اين پليمر زيستي مي‌شود، هيبريدهاي حاصل نيز ظرفيت قابل توجهي در حذف سرب از محلو‌‌ل‌هاي آبي دارند.
چكيده لاتين :
Alginate biopolymer, due to possessing a high capacity and affinity for heavy metals, is a suitable material for the
removal of metals from polluted waters; however, the weak structural consistency of alginate hydogels limits the
practical application of this natural polymer in water purification practices. In this study, sepiolite clay mineral was used
as a solidifier of alginate hydrogel to produce hybrid materials with different clay:alginate ratios (1:2, 1:4 and 1:8).
Subsequently, the sorption of Pb by the prepared hybrid materials was studied in different Pb concentrations (25 to
2000 mg/L) and temperatures (15, 25, 35 and 45 °C). The results showed that the Langmuir and freundlich equations
could significantly describe Pb sorption data on the sorbents. Based on the Langmuir model estimation, alginate showed
and sepiolite showed the highest and lowest capacities for Pb sorption, respectively; also, the hybrids were
intermediates in this respect. The capacity and affinity of all sorbents were enhanced with increasing the temperature
from 15 to 45 °C. Standard enthalpy changes (ΔH°) were found to be positive, confirming that the process of Pb
sorption on the sorbents was endothermic. Positive values were also obtained for the standard entropy changes (ΔS°),
suggesting increased randomness at the solid-solution interface during the sorption of Pb ions on the sorbents. The
values of the standard free energy change (ΔG°) were negative for all different temperatures, thereby indicating that
sorption on the sorbents was spontaneous and favorable. Overall, it could be concluded that modification of alginate
with sepiolite might cause the decreased sorption capacity of alginate; however, the hybrid materials are good
candidates for the Pb removal from aqueous solutions because of their high sorption capacities.
