بررسی کارایی زغال زیستی اصلاح شده با منیزیم کلرید در حذف نیترات از محلول آبی: مطالعه سینتیک و همدمای جذب

چکیده اصلاح زغال زیستی با هدف بهبود ساختار منافذ، افزایش سطح ویژه، گروه­های عاملی و کاهش محدودیت زغال زیستی اولیه در جذب آلاینده­ها صورت می­گیرد. این پژوهش نیز به منظور بررسی کارایی زغال زیستی ذرت اصلاح شده در جذب نیترات از محلول آبی انجام شد. بدین منظور زغال‌های زیستی از بقایای ذرت و بقایای ذرت اصلاح شده با منیزیم کلرید (MgCl2) در دمای 500 درجه سلسیوس تهیه شدند و ویژگی­های شیمیایی و فیزیکی آن­ها اندازه­گیری شد.آزمایش­های جذب سطحی به‌صورت پیمانه­ای انجام شد و تأثیر عوامل مؤثر بر فرآیند جذب نیترات توسط  زغال‌های زیستی شامل غلظت اولیه، زمان تماس و pH بررسی شد. بررسی ویژگی­های دو نوع زغال زیستی نشان داد، با اصلاح شیمیایی زغال زیستی عملکرد، pH، سطح ویژه، ظرفیت تبادل کاتیونی، ظرفیت تبادل آنیونی، محتوای اکسیژن، نسبت H/C و O/C افزایش یافت، در حالی که محتوای کربن و نسبت C/N کاهش یافت. نتایج جذب نیترات نشان داد فرآیند جذب در هر دو زغال زیستی پس از گذشت 480 دقیقه به تعادل رسید. مقدار pH بهینه در حذف نیترات سه بود. نتایج نشان داد که اصلاح شیمیایی زغال زیستی سبب افزایش ظرفیت جذب نیترات شده و حداکثر جذب نیترات به وسیله زغال زیستی تهیه شده از بقایای ذرت و زغال زیستی اصلاح شده به ترتیب 72/51 و 18/72 میلی­گرم بر گرم برآورد شد. مدل لانگ­مویر بهترین برازش را برای داده­های هر دو نوع زغال زیستی نشان داد. همچنین فرآیند جذب نیترات با مدل سینتیکی شبه مرتبه دوم قابل توصیف بود. به­طور کلی نتایج این پژوهش نشان داد اصلاح زغال زیستی ذرت با MgCl2می­تواند سبب بهبود ویژگی­های فیزیکی و شیمیایی و افزایش ظرفیت جذب نیترات از محلول­های آبی گردد. بنابراین زغال زیستی ذرت اصلاح شده با MgCl2، می­تواند جاذب مناسبی برای پالایش منابع آبی آلوده به آلاینده­های معدنی از جمله نیترات باشد.