استفاده از نانوذرات آهن تثبیت شده روی کوارتز برای حذف نیترات در سیستم های تعادلی و سیال

آنیون نیترات از آلاینده های مهم آب های زیر زمینی و سطحی در بسیاری از مناطق جهان است. غلظت زیاد نیترات ممکن است به سیستم های تنفسی وگوارشی انسان آسیب رساند، لذا کنترل ورود آن به منابع آب و کاهش غلظت آن در آب آشامیدنی برای حفظ سلامت انسان و همچنین محیط زیست ضروری است. در این تحقیق، اثر تثبیت نانو ذرات آهن روی کوارتز و امکان بازیابی و کاربرد مجدد آن ها به منظور حذف نیترات از محلول های آبی مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور، نانوذرات آهن به روش شیمیایی ساخته و روی کوارتز تثبیت شد. کارائی نانوذرات آهن برای حذف نیترات در دو سیستم تعادلی و سیال، تابعی از غلظت نیترات و نانوذرات آهن، ارزیابی شد. همچنین، در سیستم سیال امکان بازیابی نانوذرات آهن مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که در غلظت مناسب نانو ذرات، امکان احیای 100% نیترات وجود دارد. تثبیت نانو ذرات موجب افزایش بیش از 10 برابری کارایی آنها برای حذف نیترات گردید. برآورد ظرفیت نانو ذرات برای احیای نیترات، در دو غلظت 50 و 100 میلی گرم در لیتر نیترات، نشان داد که تقریبا 57/0 میلی مول نیترات به ازای یک میلی مول آهن احیا می شود. بررسی احیای نیترات در سیستم سیال نیز نشان داد که واکنش نانو ذرات آهن با نیترات بسیار سریع است و لذا امکان استفاده از نانو ذرات آهن تثبیت شده در سیستم های سیال نظیر آب های زیرزمینی وجود دارد. همچنین، بازیابی و استفاده مجدد از نانو ذرات آهن نشان داد که ذرات بازیابی شده به خوبی نانو ذرات اولیه قادر به احیای نیترات هستند، که موجب کاهش هزینه استفاده از این ذرات برای حذف آلاینده ها می شود.