هدف این مطالعه بررسی خواص جذب کیتوسان برای حذف آهن(ii) از محلول های آبی در سیستم های ناپیوسته و پیوسته می باشد. در سیستم ناپیوسته اثر پارامترهایی چون مقدار جاذب و ph اولیه محلول برای یافتن شرایط بهینه فرایند مورد مطالعه قرار گرفت. بر اساس نتایج، بهترین ph 4 و مقدار بهینه جاذب 5/1گرم بر لیتر بوده است؛ لذا آزمایش های تعادلی جذب، تحت این شرایط در محدوده غلظتی 50-10 میلی گرم بر لیتر و در سه دمای 20، 30 و °c40 انجام شد. بر طبق نتایج، در دماهای بالاتر سرعت جذب افزایش یافت، اما ظرفیت جذب کمتری به دست آمد. همچنین با افزایش غلظت یون های فلزی، ظرفیت جذب افزایش یافته و درصد حذف یون های آهن کاهش یافت. بر این اساس ظرفیت جذب در بیشترین حالت، 71/28 میلی گرم به گرم (514/0 میلی مول بر گرم) در غلظت 50 میلی گرم بر لیتر و حداکثر میزان جداسازی آهن 9/92 درصد در غلظت 10 میلی گرم بر لیتر و در دمای °c20 بوده است. داده های تعادلی در سه دما، با هم دماهای لانگمایر، فرندلیچ و لانگمایر-فرندلیچ مدل سازی شد، که در این میان مدل لانگمایر- فرندلیچ با ضریب همبستگی در محدوده 9967/0 تا 9977/0 تطابق بهتری با داده های تعادلی داشت. همچنین از فرم خطی و غیرخطی معادله های سینتیک شبه درجه یک و شبه درجه دو برای توصیف داده های سینتیکی استفاده شد. بررسی ها نشان داد، مدل سینتیکی شبه درجه اول غیر خطی، مدل مناسب تری برای توصیف داده های تجربی می باشد. همچنین مدل سینتیک نفوذ درون ذره ای نیز به خوبی قادر به توصیف داده های تجربی بود. محاسبات ترمودینامیکی نشان داد فرایند جذب خودبه خودی(0> ?g?)، گرمازا (0>?h?) و همراه با کاهش آنتروپی (0>?s°) است. میزان آنتالپی واکنش 15/38 کیلوژول بر مول و انرژی فعالسازی فرایند 32/50 کیلوژول بر مول حاصل شد. دینامیک جذب و عوامل تأثیرگذار بر بازدهی فرایند جذب پیوسته، در یک ستون آکنده به قطر داخلی 6/0 سانتیمتر بررسی شد. منحنی های رخنه در شدت جریان های بالاتر، غلظت اولیه بالاتر و طول بستر کمتر دارای شیب بیشتری بودند. طبق نتایج آنالیز این منحنی ها، بیشینه ظرفیت جذب کیتوسان در ستون، 6/59 میلی گرم به گرم (067/1 میلی مول بر گرم) و بیشینه بازدهی حذف3/56 درصد بوده است. مدل توماس و یان برای مدل سازی داده های تجربی به کار گرفته شد. گرچه ضریب همبستگی بزرگتر مدل یان، نشان از تطابق بهتر با داده های تجربی داشت، اما بیشینه ظرفیت جذب پیش بینی شده با مدل توماس، تقریباً در تمامی شرایط نزدیک تر به مقادیر تجربی حاصل از آنالیز منحنی های رخنه است. طبق نتایج، ظرفیت جذب کیتوسان در ستون به طور متوسط بیشتر از ظرفیت جذب در سیستم ناپیوسته است؛ اما درصد حذف در بهترین حالت، تقریباً نصف درصد حذف در سیستم ناپیوسته است. در هر حال در این مطالعه، ظرفیت جذب قابل قبولی برای حذف یون های آهن به دست آمده است که نشان دهنده قابلیت کاربرد این جاذب برای مصارف صنعتی است.

هدف از این مطالعه سنتز کربن فعال از لجن فاضلاب شهری به منظور حذف کروم شش ظرفیتی از محلول های آبی در سیستم ناپیوسته و پیوسته بوده است. در فرآیند سنتز کربن فعال ابتدا لجن جمع آوری شده از شهرک صنعتی آمل تغلیظ گردید سپس با استفاده از اتوکلاو نمونه ها استریل شدند و در فریزدرایر خشک گردیدند. لجن خشک شده توسط آسیاب پودر گردید و ذرات با اندازه 25/0میکرومتر با الک غربال شدند. به منظور فعال سازی شیمیایی با اسیدفسفریک ابتدا نسبت های مختلف (فعال ساز:بیومس) تهیه شدند سپس به مدت 1 ساعت در دمای اتاق به صورت مکانیکی هم زده شدند آن گاه در آون °c110 به مدت 48 ساعت خشک گردید. نمونه فعال سازی شده در کوره سرامیکی تحت جریان اتمسفر نیتروژن در دمای °c450 به مدت 2 ساعت با دبی گاز ml/min100 و نرخ حرارتی °c/min10 پیرولیز گردید. . به-منظور بررسی مشخصات جاذب سنتز شده آنالیزهای جذب و واجذب نیتروژنbet، تصاویر میکروسکوپ الکترونی sem، طیف سنجی مادون قرمز ftir، اشعه پراش ایکس xrd، فلوئورسانس اشعه ایکس xrf انجام شدند. جاذب کربن فعال سنتز شده به منظور حذف ترکیبات آلی باقی مانده و اسیدفسفریک با آب مقطر شست شو داده شد تا زمانی که ph به محدوده خنثی (7-6) برسد. در مرحله بعدی از جاذب سنتزشده به منظور حذف کروم شش ظرفیتی از محلول آبی در فرآیند ناپیوسته استفاده شد. در این سیستم پارامترهای درصد اشباع سازی (3%-2/0%)، میزان جاذب ( g/l5-2)، ph (7-2)، زمان تماس(min120)، غلظت کروم شش ظرفیتی (mg/l 110-10) و دما (°c 45-15) بهینه سازی شد و تحت این شرایط میزان بهینه ph، درصد اشباع سازی و میزان جاذب به ترتیب 3، 5/2% و g/l4 تعیین شد. کارایی حذف کروم شش ظرفیتی با افزایش دما کاهش یافت که بیانگر گرمازا بودن واکنش بوده است. حداکثر میزان حذف کروم در دمای °c25 و غلظت g/l50 برابر با 80 درصد به دست آمد. به منظور توصیف داده های تعادلی از دو مدل لانگمیر و فرندلیخ استفاده شد که با توجه به ضریب هم بستگی مدل لانگمیر بهتر توانست با داده های تجربی برازش یابد و بیشترین ظرفیت جذب mg/g8/12 به دست آمد. از مدل های سینتیکی شبه مرتبه اول و دوم جهت بررسی سرعت واکنش بهره برده شد که مدل سینتیک شبه مرتبه دوم داده های تجربی را بهتر توصیف نمود. هم چنین تحلیل های ترمودینامیکی نیز به منظور تعیین مقدار آنتالپی، آنتروپی و انرژی آزاد گیبس انجام گرفت و نتایج نشان از مثبت بودن انرژی آزاد گیبس و منفی بودن آنتالپی و آنتروپی داشتند که به ترتیب به مفهوم غیرخودبه خودی بودن و گرمازا بودن وکاهش بی نظمی مولکول ها اشاره داشته است. هم چنین حذف یون های کروم شش ظرفیتی از فاضلاب مصنوعی در سیستم پیوسته بررسی گردید و پارامترهای ارتفاع ستون، شدت جریان و غلظت اولیه یون های فلزی بررسی شدند. برای توصیف جذب از مدل توماس و یان استفاده شد. هم چنین به دلیل پایین بودن مساحت ویژه کربن فعال حاصل از لجن فاضلاب شهری،تیمارهای اسیدی و بازی به منظور کاهش خاکستر صورت گرفت. به طوری که مساحت سطح از محدوده mg/g 10-5 به mg/g 600-475 افزایش یافت. آزمایشات جذب در سیستم پیوسته با نمونه های تیمار شده انجام شد و بیشترین ظرفیت جذب mg/g 94 توسط کربن فعال تیمار شده با hf به دست آمد.