سنتز نانو جاذب مغناطیسی با استفاده از ترکیب اکسید آهن-زئولیت و کاربرد آن در حذف یون های سرب، نیکل و کروم

زئولیت ها مواد آلومینوسیلیکاتی بولورین، هیدراته و نانومتخلخل هستند. این مواد با ارزش به طور معمول به عنوان جاذب های تجاری استفاده می شوند و به دلیل ساختار و خواص فیزیکی و شیمیایی منحصر به فرد خود، در بسیاری از کاربردهای صنعتی، کشاورزی و زیست محیطی استفاده می شوند. زئولیت ها به طور گسترده ای در صنایع، برای تصفیه آب، تولید مواد پیشرفته، واکنش های کاتالیستی در پالایشگاه های نفت و فرآیندهای هسته ای کاربرد دارند. علاوه بر این، این مواد برای جداسازی نیتروژن از هوا برای افزایش مقدار اکسیژن برای اهداف صنعتی و دارویی، استفاده می شوند. به صورت رایج، از آن ها در مقادیر بالا برای تولید پودرهای لباس شویی استفاده می شود. ظرفیت جذب زئولیت ها ناشی از ساختار باز و بار منفی موجود در ساختار شبکه ای آن هاست، که می تواند کاتیون ها را جذب و نگه داری کند. استفاده از زئولیت ها به صورت پودرهای ریز در فرآیندهای تصفیه ای بدلیل نیاز به سیستم های جداسازی جامد-مایع بعد از فرآیند تصفیه و مشکلات عملیاتی با محدودیت روبرو شده است. تلفیق مواد مغناطیسی با زئولیت ها و سپس جداسازی آن ها با یک میدان مغناطیسی خارجی، یکی از راه حل هایی است که در سال های اخیر برای حل یا کاهش این مشکلات ارائه شده است. در این پروژه نانو جاذب مغناطیسی از ترکیب زئولیت-اکسید آهن مغناطیسی بر اساس فرآیندی مبتنی بر روش انتقال فاز بخار (vpt) تولید و ظرفیت جذب آن در حذف یون های سرب، نیکل و کروم بررسی شد. سنتز جاذب در چهار مرحله انجام شد. ابتدا نانو ذرات اکسید آهن مغناطیسی با روش هم رسوبی شیمیایی و در حضور هوا با استفاده از همزن اولتراسونیک سنتز شد. مرحله دوم سنتز زئولیت naa است. به منظور کاهش اندازه ذرات زئولیت و افزایش اندازه حفرات آن از روش میکروامولسیون-فراصوت در سنتز استفاده شد. مرحله سوم شامل لایه نشانی ذرات مگنتیت حاصل از مرحله اول توسط محلول sio2 می باشد. در مرحله آخر ذرات زئولیت به عنوان پوششی با ظرفیت جذب بالا بر روی ذرات حاصل از مرحله سوم قرار گرفت که در ادامه برای تثبیت این لایه از روش vpt استفاده شد. برای بررسی کارایی جاذب به دست آمده، جذب یون های pb(ii)، ni(ii) و cr(vi) از محلول mg/l100 هر یک از این یون ها بررسی شد. همچنین اثر پارامترهای مختلف همچون ph، مقدار اولیه جاذب و غلظت اولیه محلول بر روی عملکرد جاذب بررسی شد. با مقایسه نتایج آزمون جذب با مدل های هم دمای جذب فروندلیچ و لانگمویر، تطابق خوبی بین داده های تجربی با هم دمای جذب لانگمویر مشاهده شد. ماکزیمم مقدار جذب برای یون های سرب، نیکل و کروم به ترتیب برابر با 232.56، 128.21 و 50.50 میلی گرم بر گرم جاذب بود. مشخصات جاذب با تست های پراش پرتو ایکس (xrd)، تصویر برداری میکروسکوپ الکترونی (sem)، طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز (ft-ir) و مغناطیس سنجی تبدیل فوریه (vsm)، بررسی شد و از آزمون جذب اتمی شعله برای بررسی غلظت یون های باقیمانده پس از جذب استفاده شد.