بررسی برخی از عوامل مؤثر بر پایداری نانوذرات آهن صفر ظرفیتی در محیط‌های آبی

با توجه به پتانسیل بالای نانوذرات آهن صفر ظرفیتی (NZVI) در رفع آلاینده‌های مختلف از منابع آب سطحی و زیرزمینی، بررسی عوامل کنترل کننده پایداری این ذرات در محیط‌های آبی از اهمیت زیادی برخوردار است. در این پژوهش اثر پوشش سطحی نانوذره و ویژگی‌های محلول زمینه شامل غلظت نانوذره، قدرت یونی، نوع الکترولیت و مقدار ماده آلی محلول بر پایداری NZVI در محیط‌های آبی بررسی شد. چهار آزمایش فاکتوریل دو فاکتوری در قالب طرح کاملاً تصادفی و در سه تکرار برای بررسی اثر پوشش سطحی و هر یک از چهار ویژگی محلول زمینه بر پایداری سوسپانسیون NZNI انجام شد. برای این منظور ابتدا NZVI بدون پوشش (B-NZVI) و با پوشش سطحی کربوکسی متیل سلولز (CMC- NZVI) سنتز و ویژگی‌های آن تعیین شد. سپس سوسپانسیون‌هایی در سطوح مختلف هر یک از ویژگی‌های مورد بررسی در آب مقطر تهیه شد و دو شاخص‌ قطر هیدرودینامیکی و پتانسیل زتا در هر یک از سوسپانسیون‌ها اندازه‌گیری شد. نتایج بدست آمده نشان داد که سوسپانسیون CMC- NZVI در همه محلول‌های مورد بررسی دارای پایداری بیشتر از B-NZVI بود. افزایش غلظت نانوذره، قدرت یونی و ظرفیت کاتیون محلول زمینه با افزایش قطر هیدرودینامیکی و کاهش پتانسیل زتا باعث هماوری بیشتر NZNI و پایداری کمتر سوسپانسیون شد. در مقابل افزایش میزان ماده آلی محلول منجر به پایداری بیشترسوسپانسیون NZNI شد. نتایج همچنین نشان داد که اثر متقابل معنی‌داری بین نوع نانوذره و ویژگی‌های محلول به دلیل وجود پوشش CMC وجود دارد. به طوری‌که تأثیرپذیری B-NZVI از تغییرات شیمی محلول بیشتر از CMC- NZVI است.