سنتز و مشخصه یابی نانو ذرات مغناطیسی اصلاح شده توسط 4-فنیل-3-تیوسمی کاربازید و استفاده از آنها در حذف یون های فلزی سنگین

ترکیب های حاوی فلزهای سنگین با غلظت بیش از حد مجاز، به دلیل سمیت بالا و خطراتی که برای بشر و موجودات زنده ایجاد می کنند، یکی از اصلی ترین آلودگی های محیط زیست به شمار می روند. هدف از این پژوهش سنتز نانوذرات مگنتیت (fe3o4) و تعیین کارایی آن در حذف یون های فلزات سنگین در محیط آبی است. در این تحقیق نانوذرات مگنتیت به روش هم-رسوبی تهیه و با پلی اکریلیک اسید و لیگاند 4-فنیل-3-تیوسمی کاربازید پوشش دار شدند. برای تعیین ویژگی های نانوذرات مگنتیت تهیه شده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)، میکروسکوپ نیروی اتمی (afm)، مغناطیس سنج نمونه ارتعاشی (vsm)، طیف سنج مادون قرمز (ft-ir) و پراش اشعه ایکس (xrd) استفاده شد.از طیف بین جذب اتمی(aas) برای تعیین یون های فلزات سنگین در محلول قبل و بعد از تصفیه با جاذب،استفاده شد. از این نانوذرات به منظور حذف یون های فلزات سنگین pb2+، cd2+، co2+، cu2+ و zn2+ از محلول های آبی استفاده شد و تاثیر پارامترهای ph، زمان تماس، غلظت یون فلزی و الکترولیت زمینه بر خواص جذبی نانوذرات در سیستم ناپیوسته مورد بررسی قرار گرفت. تصویر برداری از نانوذرات تولیدی با میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد که قطر این ذرات 40 تا 60 نانومتر است. نتایج نشان داد که با افزایش ph محلول از 0/1 تا 0/5 ظرفیت و بازده جذب یون های فلزات سنگین افزایش می یابد به طوری که در ph برابر 0/5 به حداکثر مقدار خود رسید. لذا ph برابر 0/5 به عنوان ph بهینه انتخاب گردید. 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. زمان تعادل برابر 45 دقیقه بود و مقدار جاذب برای حجم 0/50 میلی لیتر محلول پساب، 050/0 گرم استفاده شد. 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+، co2+، cu2+ و zn2+ به ترتیب 1/181، 0/125، 2/86، 1/67 و 8/57 میلی گرم بر گرم جاذب توسط معادله لانگمویر به دست آمد. با افزایش غلظت یون های فلزات سنگین و کاهش مقدار جاذب، ظرفیت جذب افزایش و بازده جذب کاهش یافت. آزمایش های واجذب تحت شرایط ناپیوسته انجام گرفت و نشان داد که نانو ذرات fe3o4@paa@tsc قابلیت استفاده مجدد برای حذف یون های فلزات سنگین را دارد. 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 به دست آمده از جمله غلظت جاذب 0/1 گرم بر لیتر، زمان تماس 45 دقیقه، 5 =ph، حجم محلول 0/50 میلی لیتر و دور هم زن 300 دور بر دقیقه بر نمونه های حقیقی اعمال شد. ظرفیت جذب بالای نانو جاذب اصلاح شده به همراه خواص دیگر آن هم چون قابلیت استفاده مجدد، سنتز آسان، جداسازی آسان و آزادی از مزاحمت یون های فلزات قلیایی خاکی، آن ها را جاذبی مناسب جهت حذف یون های فلزات سنگین از پساب صنایع می سازد.