ساخت و بهینه سازی نانو ذرات مغناطیسی جهت استفاده در جاذب ها برای حذف فلزات سنگین در آب

حضور مقادیر زیادی از فلزات سمی همانند جیوه ، سرب، کادمیوم و فلزات دیگر در محیط زیست به دلیل صنعتی شدن کشورها خطرات جدی برای سلامتی محسوب می شوند. روش های معمول برای حذف یون ها از محلول های آبی شامل ترسیب شیمیایی، لخته سازی به وسیله آهک زنی، تبادل یونی،اسمز معکوس، استخراج از مایع می باشد. این روش ها دارای معایبی از قبیل عدم حذف کامل یون ها، نیاز به مواد و انرژی بسیار، تولید مواد اضافی مضرو محصولات جانبی دیگر هستند. یکی از مهمترین کاربردهای فناوری نانو درجهت کمک به سلامتی بشر و توسعه کشور، استفاده از آن برای ساخت و بهینه کردن خواص جاذب ها در تصفیه و حذف فلزات سنگین از آب ها می باشدو از طرفی ما به یک روش موثر و ارزان نیاز داریم که قادر باشد یون های فلزات سنگین را از آب و پساب های صنعتی حذف نماید و به راحتی جداسازی شود. اخیرا تحقیقاتی در زمینه حذف یون های فلزات سنگین از محلول های آبی توسط جذب بیولوژیکی با استفاده از موادی که قادرند با یون های فلزات سنگین پیوند برقرار نمایند،در حال انجام است. جذب بیولوژیکی را می توان به صورت توانایی مواد بیولوژیکی برای حذف فلزات از محلول های آبی با استفاده از روش های متابولیکی یا روش فیزیکو شیمیایی تعریف کرد. در این راستا باتوجه به اینکه یکی از مشکلات اساسی در استفاده از انواع جاذب ها، جداسازی آن ها از محیط بعد از استفاده است، یکی از بهترین گزینه ها برای رفع این مشکل استفاده از نانو ذرات مغناطیسی می باشد. به همین دلیل حذف فلزات سنگین و اصلاح جاذب ها با نانو ذرات مغناطیسی برای جداسازی آسان تر آن ها از آب و جهت افزایش بازده و نیز امکان افزایش مقیاس این سیستم ها دارای اهمیت ویژه ای می باشد. در مطالعه حاضر جاذب بیولوژیکی gundeliatournefortii (kangar ) با نانوذرات مغناطیسیo_4 fe_3 اصلاح شد و اثر پارامترها و روشهای مختلف بر روی خواص مغناطیسی و جذب آن بررسی شد. همچنینجذب بیولوژیکی یون سرب (? )با استفاده از جاذب های بیولوژیکی gundeliatournefortii (kangar )و اصلاح شده آن با نانوذرات مغناطیسی به صورت تابعی از غلظت اولیه یون های فلزی، ph، زمان، و دز جاذب بیولوژیکی در یک سیستم ناپیوسته انجام شد. درصد حذف بهینه سرب (? ) بر روی کنگر و کنگر اصلاح شده به ترتیب 47/94 و 45/96 درصد در ph، 5/5 – 6 و دز جاذب بیولوژیکی 25 میلی گرم و غلظت اولیه بهینه برای جاذب بیولوژیکی گنگرppm40و برای کنگر اصلاح شده ppm60و به ترتیب در زمان 160 و 80 دقیقه به دست آمدند. ایزوترم های لانگمویر و فروندولیچ برای داده های تعادلی در شرایط بهینه بررسی شد. جاذب بیولوژیکی کنگر از مدل فروندولیچ و کنگر اصلاح شده از مدل لانگمویر پیروی می کنند که ظرفیت بیشینه تک لایه ای بر روی کنگر اصلاح شده برای یون سرب (? ) 293/78 در نقاط بهینه بدست آمد. ترمودینامیک جذب نشان داد که فرآیند جذب pb^(+2) توسط کنگر و کنگر اصلاح شده یک فرآیند گرماگیر می باشد.