کاربرد نانو جاذبهای ارزان قیمت بنتونیت و بنتونیت فرآوری شده برای جذب فلزات سنگین از پسابهای صنعتی و بهینه سازی شرایط جذب توسط طراحی فاکتوریال

حضور یونهای فلزی سنگین در پسابهای صنعتی اختلالات عدیده و جبران ناپذیری برای حیات موجودات زنده ایجاد کرده است. پساب صنایع آبکاری، گالوانیزاسیون، متالورژی، الکترونیک، باطری سازی، جواهر سازی، صنایع شیمیایی و استخراج معادن حاوی مقادیر بالاتر از حد مجاز آلاینده هایی نظیر سرب،کادمیم، کروم، نیکل و روی می باشد. روشهای متعددی از جمله ترسیب شیمیایی، انعقاد الکترودی، تبادل یون و غیره به منظور تصفیه پساب این صنایع به کار رفته است اما یکی از کارآمدترین و ارزان ترین روشها استفاده از روش جذب سطحی به کمک جاذبهای ارزان قیمت است. در این پژوهش با استفاده از دو نانو جاذب ارزان قیمت بنتونیت و بنتونیت اصلاح شده (متاژل) می توان با درصد جذب بسیار بالا پسابها را از یونهای فلزی سمی تصفیه نمود. غلظت اولیه یون فلزی (میلی گرم بر لیتر)، غلظت جاذب (گرم بر لیتر)، ph و زمان تماس جذب شونده و جاذب از جمله پارامتر های تاثیر گذار بر قابلیت جذب سطحی هستند. بهینه سازی پارامتر های مزبور توسط طراحی فاکتوریال و با مدلسازی رویه پاسخ با استفاده از نرم افزار minitab انجام شد. غلظت اولیه یون فلزی درمحدوده 5 تا 125 میلی گرم بر لیتر، غلظت جاذب 1 تا 8 گرم بر لیتر، ph 3 تا 7 و زمان تماس 10 تا 210 دقیقه در نظر گرفته شد و برای طراحی آزمایش به نرم افزار داده شد. پس از انجام تستهای طراحی شده، مقادیر بهینه بدست آمد و این مقادیر بر روی نمونه های فاضلابهای صنعتی اعمال شد. برای جذب هر کدام از فلزات سنگین بر روی جاذب یک مدل ساخته و صحت مدل توسط anova بررسی شد. مقدار جذب یون کادمیم بر روی دو جاذب بنتونیت و متاژل در شرایط بهینه به ترتیب 4/69 و 75 میلی گرم بر گرم جاذب بدست آمد که در بین تمام یونهای فلزی بیشترین مقدار را داراست. جاذب متاژل توانایی بسیار بیشتری در جذب یون های فلزی سنگین در مقایسه با بنتونیت، بویژه برای نیکل، روی و کروم دارد به نحوی که این سه یون فلزی را به ترتیب 1/39، 5/27 و 8/29 میلی گرم بر گرم بیشتر از بنتونیت جذب می کند. اختلاف اندک موجود در ترتیب جذب سطحی یون های فلزی بر روی جاذبهای متفاوت عمدتا" به دلیل ساختار کریستالی جاذب (سایز حفرات)، گروه های عاملی موجود در ساختار جاذب، انرژی آزاد آبپوشی و شعاع یون فلزی آبپوشیده می باشد. جذب روی بر جاذب بنتونیت، نیکل بر متاژل، سرب و کادمیم بر هر دو جاذب از مدل فرندلیچ تبعیت کرد، این در حالی است که جذب روی بر جاذب متاژل، نیکل بر بنتونیت و کروم بر هر دو جاذب بنتونیت و متاژل بر مدل لانگموئیر برازش یافت.