سنتز و تعیین مشخصات جاذب نانوساختار fe2o3/mcm-41- αبه منظور حذف آرسنیک از محلول های آبی

در این پژوهش، سنتز و مشخصه یابی نانوساختارهای mcm-41 وα-fe2o3/mcm-41 انجام پذیرفت. اصلاح سطحی mcm-41 توسط گروه های آمینی، به صورت همزمان و در حین سنتز mcm-41 و قرار دادن نانوذرات α-fe2o3 درون ساختار آن از روش بارور سازی مرطوب، توسط نمک نیترات آهن و سپس کلسیناسیون نمونه در دمای ℃550 انجام گرفت. بررسی اثر حضور نانوذرات α-fe2o3 درون حفرات mcm-41، به وسیله آنالیزهایtga ,ft-ir ,xrd، tem و تست جذب و دفع نیتروژن مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت. تست جذب و دفع نیتروژن نشان داد که جاذبα-fe2o3/mcm-41 سنتز شده در آزمایشگاه در دسته میان حفره¬ها (مزوپورها) قرار می¬گیرد و متوسط قطر حفره های آن nm 37/2 می¬باشد. همچنین سطح ویژه جاذب سنتز شده1.g-2m 5/507 است. پس از تثبیت نانوذرات α-fe2o3 درون ساختارmcm-41، قطر متوسط حفره ها کاهش یافته که این امر بیانگر این است که میزان قابل توجهی از نانو ذرات اکسید آهن درون حفرات mcm-41 تشکیل شده اند. جذب ناپیوسته آرسنیک بر روی جاذب سنتز شده، به عنوان تابعی از زمان تماس، غلظت اولیه محلول، دما، ph و حضور گونه های آنیونی دیگر مورد بررسی قرار گرفت. داده¬های آزمایشگاهی به دست آمده با ایزوترم های جذب لانگمویر و فروندلیچ مطابقت داده شدند. بیشترین ظرفیت جذب بر روی α-fe2o3/mcm-41 در دمای k 298، بازه¬ی غلظت ppm200-2، برای یون آرسنیت 1-mg.g 9/136 و برای یون آرسنات 1-mg.g 1/101 بدست آمد. نتایج آزمایش های جذب در زمان های متفاوت نشان داد که مدل سینتیکی شبه مرتبه اول مطابقت چندانی با داده های تجربی نشان نمی دهد اما مدل سینتیکی شبه مرتبه دوم به خوبی بر داده های آزمایشگاهی منطبق است. تغییر دمای فرایند و محاسبات ترمودینامیکی نشان داد که فرآیند جذب آرسنیک بر روی α-fe2o3/mcm-41 خودبه¬خودی و با ماهیت گرماده است و میزان جذب با افزایش دما کاهش یافته است. جذب آرسنیک توسط α-fe2o3/mcm-41 شدیدا به ph محلول وابسته است و حضور آنیون ¬های مزاحم در محلول، میزان جذب را تحت تاثیر قرار می¬دهد