حذف بنزن از محیط های آبی با استفاده از نانو زیست جاذب اصلاح شده با نانو ذرات آهن صفر ظرفیتی

یکی از مشکلات عمده در جهان، آلودگی محیط زیست به علت وجود آلاینده های آلی و معدنی می باشد. بنزن یک ترکیب شیمیایی آلی با فرمول مولکولی c6h6 است که جزءی از نفت خام و یکی از مهم ترین مواد پتروشیمی می باشد. بنزن می تواند از طریق استنشاق، خوردن و یا تماس پوستی وارد بدن انسان شود و در استخوان، مغز، کلیه ها تجمع یابد و باعث آسیب های جدی به کلیه ها، کبد و سیستم عصبی شود. در تماس دراز مدت باعث کم خونی، سرطان و گاهی حتی مرگ می-شود. با توجه به خطرات ناشی از بنزن ضروری است ضایعات حاوی آن، قبل از این که به منابع آب وارد شود بررسی شوند. حد مجاز سازمان بهداشت جهانی (who) برای بنزن در آب آشامیدنی10 میکروگرم بر لیتر است. در سال های اخیر، مواد زائد کشاورزی به علت هزینه کم، سازگاری با محیط زیست، قابل دسترس بودن به طور طبیعی از میان انواع دیگر جاذب ها که برای درمان فاضلاب به کار گرفته می شوند ترجیح داده می شود. استفاده از نانوذرات آهن صفر ظرفیتی (nzvi)، در زمینه آلودگی محیط زیست ، به عنوان یکی از فن آوری های جدید، می تواند مفید باشد. این ذرات به علت اندازه بسیار کوچک بسیار واکنش پذیر هستند. nzvi به طور موثر آلاینده های آلی و معدنی را کاهش می دهد، اما تحرک و طول عمر آن ها محدود است. در این پژوهش، خاکستر مخروط کاج (apc) و خاکستر مخروط کاج اصلاح شده با نانو ذرات آهن صفر ظرفیتی (apc+ nzvi)، برای حذف بنزن از محلول های آبی مورد استفاده قرار گرفت. از روش هایxrd ،bet ، edx، ftir، sem برای مشخصه یابی جاذب خاکستر و خاکستر اصلاح شده مورد استفاده قرار گرفتند و قابلیت این ماده به عنوان جاذب با تغییرات غلظت اولیه بنزن، مقدار جاذب، زمان تماس، تغییر دما و ph محلول مورد بررسی قرار گرفت. مدل های هم دمای جذب لانگمویر، فروندلیچ بر داده های جذب بنزن برازش داده شد. مدل های سینتیک شبه مرتبه اول، شبه مرتبه دوم، پخشیدگی درون ذره ای و تابع توانی برای توصیف داده های سینتیک جذب بنزن مورد استفاده قرار گرفت. برای هر دو جاذب، جذب بهینه بنزن در 7 ph= و جرم بهینه جاذب برابر 1/0 گرم بدست آمد. زمان تعادل برای apc و apc+nzvi به ترتیب 10 و 300 دقیقه و ظرفیت های جذب تعادلی 366 و 392 میلی گرم بر گرم در غلظت بنزن 2000 میلی گرم برلیتر به دست آمد. از بین این مدل ها، مدل لانگمویر بهترین برازش را بر خاکستر و مدل فرندلیخ برای خاکستر اصلاح شده نشان داد. همچنین در مطالعات سینتیکی، مدل شبه مرتبه دوم بهترین برازش را بر داده های جذب بنزن برای هر دو جاذب داشت. برای تکمیل بررسی-ها روی جاذب معرفی شده، آزمایش های ستونی با ورود پیوسته محلول بنزن به ستون جاذب، تا زمان رسیدن جاذب به حد اشباع انجام شد. آزمایش های ستونی با قطر 3 سانتی متر، 3 گرم جاذب، غلظت ورودی 1000 میلی گرم در لیتر و دبی100 میلی-لیتر بر ساعت با ورود پیوسته محلول بنزن، نشان دادند که حداکثر ظرفیت جذب ستون برای حذف بنزن، در ، برای جاذب خاکستر برابر 295 میلی گرم بر گرم و برای جاذب خاکستر اصلاح شده با نانو ذرات آهن برابر 341 میلی گرم بر گرم به دست آمد. با توجه به نتایج به دست آمده در این آزمایش، مشخص شد که خاکستر و خاکستر اصلاح شده، قابلیت بالایی در حذف بنزن از محیط های آبی دارا می باشد.