کارایی نانو ذرات ضایعات زغال‌سنگ اصلاح‌شده‌ با کلرید آهن در جذب فسفر از محلول‌های آبی

یکی از بهترین روش­ها برای مدیریت­ ضایعات زغال­سنگ در راستای جلوگیری از انباشت آن‌ها در طبیعت و کاهش آلودگی­های محیط‌زیست، کاربرد آن‌ها به‌عنوان جاذب آلاینده­ها است. این پژوهش با هدف بررسی قابلیت و رفتار جذبی ضایعات زغال­سنگ به سه شکل پودری خام (cp)، نانو ذرات (cnp) و نانو ذرات اصلاح‌شده با کلرید آهن (mcnp) در جذب فسفر از محلول آبی انجام شد. مشخصه­یابی جاذب­ها با استفاده از آنالیزهای دستگاهی نظیر XRD، SEM-EDS، و FTIR صورت پذیرفت. مطالعات جذب سطحی فسفر به روش تعادلی در سیستم بسته انجام و تأثیر عواملی نظیر pH، غلظت اولیه فسفر و زمان تماس بررسی شد. نتایج نشان داد که فرآیند جذب فسفر، یک فرآیند وابسته به pH بوده و بیشترین جذب فسفر برای هر سه جاذب در محدوده pH=2-6 اتفاق افتاد. بیشترین درصد حذف فسفر در محدوده غلظت اولیه صفر تا 50 میلی­گرم بر لیتر مشاهده شد. کارایی حذف فسفر توسط جاذب­های مورد مطالعه با گذشت زمان، افزایش و پس از 2 ساعت به تعادل رسید. درصد حذف فسفر توسط cp، cnp و mcnp به ترتیب 3/3، 18 و 8/78 درصد محاسبه شد. مدل­های سینتیکی شبه­رده اول و شبه­رده دوم و مدل هم­دمای لانگمویر داده­های جذب سطحی فسفر توسط جاذب­های مورد مطالعه را به خوبی توصیف کردند. حداکثر ظرفیت جذب فسفر برای cp، cnp و mcnp به ترتیب برابر با 37/0، 97/3 و 39/30 میلی­گرم بر گرم محاسبه شد. نتایج این پژوهش نشان داد که ضایعات زغال­سنگ اصلاح‌شده، قابلیت استفاده به‌عنوان یک جاذب مقرون به صرفه و دوست­دار محیط‌زیست را دارا هستند.