حذف کاتیون های فلزات سنگین از محلول های آبی با استفاده از نانوساختارهای کربنی اصلاح شده

رابطه انسان عصر حاضر با محیط زیست دست خوش بحران است. این بحران در اثر دخالت و بهره برداری نامعقول و تخریب سودجویانه، در محیط زیست ایجاد شده و اثرات زیانباری برای انسان و محیط اطراف او به همراه دارد. در این میان پساب های ناشی از تولیدات صنعتی و کارخانه ها و فاضلاب های شهری، در کنار تخریب وکاهش منابع خدادادی ، فشار مضاعفی را بر اکوسیستم کره زمین تحمیل می کند. آلودگی ناشی از یون های فلزات سنگین که روز به روز با پیشرفت صنعت، بر مقدار و انتشار آن افزوده می شود، از مهم ترین و خطرناک ترین آلوده کننده های زیست محیطی محسوب می شود. این مساله موجب شده تا دانشمندان از طریق روش های مختلف بار آلودگی پساب وارد شده به محیط را کاهش دهند. روش های معمول برای حذف یون های فلزی از محلول های آبی شامل ترسیب شیمیایی، لخته سازی به وسیله آهک زنی، تبادل یونی، اسمز معکوس، استخراج از مایع می باشد. با توجه به توانمندی های فراوان فن آوری نانو در حذف و کنترل آلودگی های محیطی و تصفیه و جلوگیری از انتشار آنها می توان آن را به عنوان یک تکنولوژی ابزاری موثر برای دستیابی به توسعه مفید و پایدار در نظر گرفت. ورود این فناوری به عرصه مهندسی محیط زیست و استفاده از آن بالاخص در زمینه های تصفیه آب و فاضلاب و ایجاد شرایط لازم برای استفاده مجدد از پساب های تصفیه شده با توجه به قرار گرفتن کشور در شرایط بحران آب امری ضروری است. در مطالعه حاضر جذب سطحی یون فلز سرب ( pb2+ ) با استفاده از جاذب mwcnts-fe3o4-pca-peg-pca به صورت تابعی از غلظت اولیه یون فلزی، ph، دما، زمان و دُز جاذب به روش rsm در یک سیستم ناپیوسته انجام شد. ظرفیت جذب بهینه mg/g 369/216 در 5= phو دُز جاذب 10میلی گرم و غلظت اولیه بهینه محلول ppm 70 و در دمای 40 درجه سانتی گراد و زمان 100دقیقه به دست آمد. ایزوترم های لانگمویر و فروندلیچ و... برای داده های تعادلی به دست آمده در شرایط بهینه به کار رفت. ظرفیت بیشینه تک لایه ای جذب بر روی mwcnts-fe3o4-pca-peg-pca mg/g 410/256 در نقطه بهینه به دست آمد. همچنین مدل های نفوذ داخل ذره ای و فیلمی هر دو کنترل کننده انتقال جرم بودند. معادله سینتیکی درجه دو به خوبی با داده های جذب تطابق داشته اند. ترمودینامیک جذب نشان داد که فرایند جذب pb2+ توسط mwcnts-fe3o4-pca-peg-pca یک فرایند گرماگیر می باشد. همچنین فرایند دفع یون ها جذب شده روی جاذب مورد بررسی قرار گرفت و در فرایند احیاء، جاذب پنج مرحله قابلیت احیاء را نشان داد.