سنتز نانوکامپوزیت‌های هیدروژلی بر پایه کلاژن با استفاده از مونت‌موریلونیت و مطالعه رفتار جذب سطحی کادمیم از محلول‌های آبی

در این مطالعه نانوکامپوزیت‌های هیدروژلی جدیدی بر پایه کلاژن با استفاده از کوپلیمرهای آکریل آمید و مالئیک انیدرید و مقادیر مختلف نانوذرات مونت‌موریلونیت در مجاورت متیلن بیس‌آکریل آمید (MBA) و آمونیوم پرسولفات (APS) به ترتیب به عنوان شبکه‌ساز و آغازگر تهیه شدند. اثر مقدار خاک در رفتار تورمی نمونه‌ها بررسی شد. نتایج مشخص کرد، نانوکامپوزیت‌های هیدروژلی در مقایسه با هیدروژل‌های بدون خاک رفتار تورمی بهتری نشان می‌دهند. همچنین نتایج بررسی محتوای ژل نشان داد، نفوذ مونت‌موریلونیت سبب افزایش محتوای ژل می­‌شود. رفتارهای جذب یون فلز سنگین از محلول‌های آبی با تغییر پارامترهای مختلف مانند pH‌، زمان، غلظت اولیه یون فلزی و نیز مقدار مونت‌موریلونیت نانوکامپوزیت‌های سنتز شده بررسی شد. داده‌های تجربی نشان داد، جذب یون کادمیم با افزایش غلظت اولیه این یون در محلول و مقدار خاک نمونه‌ها افزایش می‌یابد. همچنین نتایج مشخص کرد، بیش از %۸۸ ظرفیت جذب یون کادمیم نمونه‌ها تقریباً در ۱۰ قیقه اولیه جذب قابل دست‌یابی است. گروه‌های عاملی هیدروژل‌های تهیه شده، قابلیت کی‌لیت شدن با یون فلزی را نشان می‌دهند و خواص جذب را بهبود می­‌بخشند. بنابراین، مواد مزبور می‌توانند به عنوان جاذب‌های سریع و پرظرفیت برای فرایندهای زدایش یون کادمیم استفاده شوند. ساختار نمونه‌ها به وسیله  پراش پرتو X ، روش تجزیه گرماوزنی (TGA) و طیف‌سنجی زیرقرمز (IR) شناسایی شد. پراش پرتو X نانوکامپوزیت‌ها نشان داد، فاصله لایه‌های داخلی مونت‌موریلونیت تغییر کرده است و صفحات خاک ورقه‌ای شده‌اند. همچنین با افزایش مقدار خاک پایداری گرمایی نانوکامپوزیت‌ها به‌وضوح بهبود یافته است.