حذف آنیون های نیترات از محلولهای آبی با استفاده از سیلیکای نانو حفره mcm-41 عامل دار شده

در این تحقیق، کاربرد دانش فناوری نانو برای حذف آنیون های نیترات از محلول آبی در سیستم پیوسته و ناپیوسته نشان داده شده است. با توجه به خطرات آلودگی آنیون های نیترات در محیط های آبی، استفاده از فرایند جذب سطحی توسط سیلیکاهای میان حفره عامل دار شده به عنوان روشی درمانی جهت حذف این آنیون حائز اهمیت می باشد. به این منظور ابتدا میان حفره mcm-41 سنتز شد و با استفاده از روش پیوند تکمیلی با گروه های عاملی لانتانیومی و آمینی مختلف عاملدار شد و جاذب های میان حفره la-mcm-41، nh2-mcm-41، nh2-nh-mcm-41 و nh2-nh-nh-mcm-41 سنتز گردید. جهت شناسایی خصوصیات جاذب های سنتز شده آنالیزهای xrd، bet، ftir، tga و sem مورد استفاده قرار گرفت. دو جاذب mcm-41 و la-mcm-41 کارایی لازم را جهت حذف آنیون های نیترات از خود نشان ندادند. کارایی جذب توسط جاذب های میان حفره nh2-mcm-41، nh2-nh-mcm-41 و nh2-nh-nh-mcm-41 در سیستم ناپیوسته مورد بررسی قرار گرفت. در سیستم نا پیوسته تغییرات ph، میزان جاذب، زمان تماس و غلظت اولیه آنیون نیترات مورد بررسی قرار گرفت. بهترین میزان ph برابر 6 به دست آمد. همچنین بهترین میزان دوز جاذب mg/l 5 محاسبه شد و حداکثر جذب در همان دقایق ابتدایی تا 20 دقیقه به دست آمد. داده های حاصل با مدل های ایزوترمی لانگمایر، فرندلیخ و ردلیچ- پترسون و مدل سینتیکی شبه مرتبه دوم مورد بررسی قرار گرفت. مدل ایزوترمی لانگمایر نسبت به سایر مدل های ایزوترمی با فرایند جذب مطابقت بهتری داشته است. تأثیر دما بر فرایند جذب مورد مطالعه قرار گرفت که نشان داد با افزایش دما میزان جذب کاهش می یابد. همچنین آزمایشات جذب توسط میان حفره nh2-nh-nh-mcm-41 در سیتم پیوسته انجام گرفت و تغییرات ارتفاع ستون، سرعت جریان و غلظت اولیه آنیون نیترات مورد بررسی قرار گرفت. ماکزیمم ظرفیت جذب در ارتفاع ستون cm 6، سرعت جریان 6/1 و غلظت اولیه mg/l 110 به دست آمد. از مدل های تجربی توماس و یان برای بررسی سینتیک جذب در سیستم پیوسته استفاده شد که با مدل توماس مطابقت بهتری داشته است. بیشترین میزان جذب مربوط به جاذب میان حفره nh2-nh-nh-mcm-41 بود که در سیستم ناپیوسته mg/g 43/16و در سیستم پیوسته mg/g 86/21 محاسبه شد.