حذف یون های فلزات سنگین از پساب های صنعتی با استفاده از نانو ذرات مغناطیسی اصلاح شده توسط تیوسالیسیل هیدرازید

چکیده در این پروژه تحقیقاتی، نانو جاذب مغناطیسی جدیدی، بواسطه اتصال کوالانسی پلی اکریلیک اسید (paa) و لیگاند تیوسالیسیل هیدرازید (tsh) بر روی سطح نانو ذرات fe3o4 سنتز شده است. خواص نانو ذرات مغناطیسی (mnps) تهیه شده توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)، میکروسکوپ نیروی اتمی (afm)، طیف سنجی مادون قرمز (ft-ir)، پراش اشعه ایکس (x-ray) و مغناطیس سنج ارتعاشی نمونه (vsm) مورد بررسی قرار گرفت. تصاویر sem قطر نانو ذرات fe3o4@paa@tsh را حدود 35-10 نانو متر نشان داد. قابلیت حذف یون های فلزات سنگین (pb2+، cd2+، cu2+، zn2+ و co2+) از محلول، توسط نانو ذرات fe3o4@paa@tsh و اثرات ph، زمان تماس، غلظت یون فلزی و الکترولیت زمینه بر خواص جذبی نانو ذرات اصلاح شده مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که در شرایط 2/5 =ph، غلظت اولیه یون فلز سنگین 0/100 میلی گرم بر لیتر و مقدار جاذب 0/1 گرم بر لیتر با 40 دقیقه زمان لازم برای برقراری تعادل، بهترین نتایج حاصل می شود. در نهایت فرآیند جذب با ایزوترم های لانگمویر و فروندلیچ برازش شد. با توجه به مقدار مربع ضرایب همبستگی مشاهده شد که فرآیند جذب با مدل لانگمویر تطابق بیشتری دارد و حداکثر ظرفیت جذب برای pb2+، cd2+، cu2+، zn2+ و co2+ به ترتیب 7/188، 5/107، 9/76، 3/51 و 7/27 میلی گرم بر گرم جاذب توسط معادله لانگمویر به دست آمد. همچنین مشاهده شد که سینتیک جذب نسبتاً سریع بوده به طوری که زمان رسیدن به تعادل جذب 40 دقیقه است. برازش داده ها با مدل های سینتیکی نشان داد که داده ها با مدل شبه مرتبه دوم تطابق بیشتر و بهتری دارند و مشخص شد که جذب یون های فلزی بواسطه تشکیل کمپلکس میان سایت های فعال جاذب و یون های فلزی سنگین انجام می گیرد. آزمایش های واجذب تحت شرایط ناپیوسته انجام گرفت و نشان داد که نانو ذرات fe3o4@paa@tsh قابلیت استفاده مجدد برای حذف یون های فلزات سنگین دارد. حضور گروه های الکترون دهنده سولفور و آمین در سطح نانو ذرات تهیه شده، نه تنها باعث افزایش ظرفیت جذب جاذب شده بلکه موجب کاهش مزاحمت جذب یون های فلزی قلیایی خاکی شده است. این اثر احتمالاً به بر هم کنش های قوی نرم- نرم میان سایت های سولفور و آمین نانو ذرات اصلاح شده و یون های فلزی سنگین برای تشکیل کمپلکس، مربوط می باشد. به منظور ارزیابی توانایی نانو ذرات تهیه شده برای حذف یون های فلزات سنگین از نمونه پساب صنایع مهمات سازی (مهام)، آبکاری ( شرکت رعد) و هواپیما سازی ایران (هسا) استفاده شده است و شرایط بهینه بدست آمده از جمله غلظت جاذب 0/1 گرم بر لیتر، زمان تماس 40 دقیقه، 2/5 =ph، حجم محلول 0/50 میلی لیتر و دور هم زن 300 دور بر دقیقه بر نمونه های حقیقی اعمال شد. نتایج به دست آمده نشان دادکه نانو ذرات fe3o4@paa@tsh جاذبی مناسب برای حذف یون های فلزات سنگین از پساب های صنعتی می باشد.