سنتز، بررسی خواص و کاربرد نانو ذرات و نانو کامپوزیت های سریم (iv) اکسید

در این پژوهش نانو ذرات سریم (iv) اکسید و نانو کامپوزیت آن با آهن (iii) اکسید (ceo2/fe2o3) ، خاک اره (ceo2/sd) و سیلیکاژل (ceo2/sio2) به روش رسوبی سنتز شدند. از نانو ذرات ceo2 و کامپوزیت های ceo2/fe2o3 و ceo2/sd برای حذف آرسنیک (iii) و از نانو کامپوزیت ceo2/sio2 برای حذف رنگینه متیلن بلو استفاده شد. تصاویر میکروسکوپ پویشی الکترونی (sem) و آنالیز پراش پرتو ایکس (xrd) نشان می دهد که جاذب های سنتزی شامل نانو ذرات خالص با اندازه ی کمتر از 100 نانو متر میباشند. مطالعات در سیستم ناپیوسته روی نانو ذرات ceo2 و نانو کامپوزیت ceo2/fe2o3 برای حذف آرسنیک(iii) و همچنین روی نانو کامپوزیت ceo2/sio2 برای حذف رنگینه متیلن بلو انجام گرفت. در سیستم ناپیوسته اثر پارامتر های تجربی مختلف نظیر ph، زمان تماس، وزن جاذب، غلظت اولیه، دما و قدرت یونی برای دستیابی به شرایط بهینه جذب به وسیله ی جاذب های سنتز شده، مورد مطالعه قرار گرفت. همچنین سینتیک و ترمودینامیک جذب برای دستیابی به ماهیت و مکانیزم جذب مورد مطالعه قرار گرفت. ارزیابی داده های تجربی برای حذف آرسنیک (iii) نشان داد که فرآیند بخوبی از ایزوترم فروندلیچ و مدل سینتیکی شبه مرتبه دوم تبعیت میکند. مقدار kf برای ceo2 ، fe2o3 و ceo2/fe2o3 بر اساس ایزوترم جذب فروندلیچ به ترتیب mg.g-1 31/1 ،37/1 و 5 بدست آمد که بیانگر جذب مطلوب تر توسط نانو کامپوزیت ceo2/fe2o3 می باشد. بررسی داده ها برای حذف متیلن بلو نشان داد که فرآیند جذب رنگینه متیلن بلو توسط جاذب ceo2/sio2 از ایزوترم لانگمویر و مدل شبه مرتبه دوم پیروی میکند، ماکزیمم ظرفیت جذب به دست آمده طبق معادله لانگمویر برای این جاذب mg.g-1 101 است. از جاذب ceo2/sd برای مطالعات ستونی استفاده گردید و اثر برخی متغیر های مهم نظیر ph، وزن جاذب یا ارتفاع بستر، سرعت جریان و غلطت محلول ورودی بر روی میزان جذب آرسنیک (iii) مطالعه گردید. مدل های سینتیکی bdst ، آدامس-بوهارت و توماس برای تفسیر منحنی های تجربی شکست برای تعیین کارآیی جاذب بکار گرفته شدند. بر اساس نتایج بدست آمده، جذب سطحی یونهای آرسنیک (iii) در ستون شامل بستر ثابت ceo2/sd از مدل سینتیکی آدامس-بوهارت تبعیت بهتری نشان داده و ماکزیمم ظرفیت جذب حجمی برای جاذب سنتز شده mg.l-1 103 96/2 به دست آمد. در بررسی واجذب ستون، بیشترین درصد واجذب 35% به دست آمد که بیانگر ایجاد پیوند های محکم از نوع شیمیایی بین جاذب و جذب شونده است.