سنتز نانوذرات مغناطیسی آهن اکسید و اصلاح سطح آن با تیتانیم دی اکسید به منظور حذف فلزات سنگین

آلاینده های معدنی و آلی گوناگونی که اغلب از پساب کارخانجات صنعتی ایجاد می شوند به خطری جدی برای محیط زیست و منابع حیاتی آب، هوا و خاک مبدل گشته اند. فلزات سنگین یکی از مهم ترین این آلاینده ها محسوب می شوند. حضور مقادیر هرچند ناچیز فلزات سنگین در آب باعث بروز اثرات زیست محیطی فراوانی می شود. از طرفی تأثیر این فلزات روی انسان مختلف بوده و عمده ترین آن مربوط به بروز اختلالات عصبی است. لذا تاکنون، روش های مختلفی برای حذف و تغلیظ این فلزات مورد توجه قرار گرفته است. از جمله مهم ترین و مورد توجه ترین این فلزاتcr ،co ،cd ، cu، pb و ni هستند که در حال حاضر صنایعی از جمله صنعت نفت, پتروشیمی، نساجی، رنگ و پساب حاصل از این کارخانجات عامل اصلی ورود آن ها به محیط زیست می باشند. با توجه به مضرات فلزات سنگین و لزوم عاری سازی پساب ها از این عناصر، تلاش های زیادی برای جداسازی و حذف آن ها انجام گرفته است. متناسب با غلظت این فلزات در محلول ها روش های متفاوتی به کار برده می شود که یکی از روش های ساده و کارآمد استفاده از جاذب ها می باشد. در این تحقیق نانو ذرات مغناطیسی آهن اکسید به روش هم رسوبی یون های fe2+ و fe3+ در محلول آمونیاکی سنتز شدند. پس از آن نانو ذرات مغناطیسی طی یک فرایند سل-ژل با سیلیکا پوشش دار شده و سپس سطح آن توسط tio 2 عامل دار گردید. مراحل سنتز و اصلاح جاذب ها با استفاده از تکنیک هایxrf ، xrd وft-ir دنبال شده و میزان جذب فلزات سنگین cu , cd, ni و pb با استفاده از روش جذب اتمی اندازه گیری گردید. اثر پارامترهای مختلف همچون دما، ph, زمان و غلظت اولیه ی محلول بر فرایند جذب بررسی شده و در هر مورد مقدار بهینه تعیین گردید. دمای مناسب برای کادمیم °c 60 و برای مس و سرب °c 30، ph بهینه برای هر سه کاتیون 0/6 و زمان بهینه برای کادمیم و مس 60 دقیقه و برای سرب 20 دقیقه در نظر گرفته شد. همچنین فرایند پیش تغلیظ با استفاده از نانوذرات مغناطیسی آهن اکسید پوشانده شده با سیلیکا و اصلاح شده با tio-2 انجام شد و فاکتور تغلیظ برای هر یک از فلزات کادمیم، مس و سرب به ترتیب مقادیر 50، 125 و 250 در بازیابی بالای 95% به دست آمد. حدتشخیص روش برای هر یک از فلزات کادمیم، مس و سرب به ترتیب مقادیر 004/0، 005/0 و ppm 009/0 محاسبه شد. مشاهده شد که جذب کاتیون های cd2+، cu2+ و pb2+ توسط جاذب سنتز شده به خوبی صورت می گیرد و جذب از ایزوترم لانگمویر پیروی می کند که تک لایه بودن جذب را نشان می دهد اما امکان جذب ni2+ با استفاده از این جاذب وجود ندارد.