ارزیابی عملکرد اکسیدهای فلزی نانو ساختار در حذف فلزات سنگین از آبهای آلوده

در راستای توسعه ی فناوری های نوین جذبی در تصفیه ی آبها و پساب های حاوی فلزات سنگین، هدف اصلی این تحقیق حذف فلزات سنگین سرب، مس و کادمیم از آب های آلوده یا محلول های آبی با استفاده از جاذب های زیست سازگار نانو ذرات است. ابتدا نانو ذرات دی اکسید منگنز با ساختار های متفاوت به روش الکتروشیمیایی سنتز گردید و آنالیزهای sem، xrd و ftir به منظور شناسایی جاذب های سنتز شده انجام شد. تصاویر تولیدی با میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد که اندازه این ذرات 30 تا 50 نانومتر است. سپس فرآیند جذب یونهای فلزات سنگین سرب، مس و کادمیم در سیستم ناپیوسته مورد مطالعه قرار گرفت. اثر پارامترهای تجربی ph، زمان تماس، میزان جاذب و غلظت اولیه فلز بر جذب سطحی مورد بررسی قرار گرفت. همچنین ایزوترم های جذب لانگمیر و فرندلیچ و سینتیک های جذب فلزات سنگین سرب، مس و کادمیم بر روی جاذب نانو ذرات دی اکسید منگنز بر اساس مدل های هو و همکاران و لاگرگرن بررسی شد. نتایج نشان داد که بیشترین ظرفیت جذب برای جاذب نانو ذرات دی اکسید منگنز برابر با 30/192، 49/169 و 016/42 میلی گرم بر گرم به ترتیب برای فلزات سنگین سرب، مس و کادمیم بوده است. در بررسی ایزوترم های جذب برای فلزات سرب و کادمیم، مدل لانگمیر بهترین مدل برازش یافته بر داده های تجربی بود و بیانگر عدم جذب چند لایه ای این فلزات روی سطح نانو ذرات دی اکسید منگنز است. ولی داده های آزمایشی مربوط به فلز مس از مدل فرندلیچ که بیانگر جذب چند لایه ای روی سطوح هتروژن است، تبعیت کردند. همچنین داده های بدست آمده در این تحقیق برای جاذب نشان داد که سرعت فرآیند جذب هر سه فلز از مدل سینتیک هو و همکاران تبعیت می کنند. به طور کلی نتایج نشان داد که نانو ذرات دی اکسید منگنز از ظرفیت جذبی قابل توجهی برخوردار بوده است و استفاده از این نانو ذرات برای حذف فلزات سنگین سرب، مس و کادمیم از محلول های آبی بسیار مناسب و کارآمد است.