جذب سيانيد از محيط هاي آبي با استفاده از نانوذرات هيدروكسي آپاتيت مغناطيسي سنتز شده به روش هيدروترمال: مطالعه سينتيك و ثابت هاي تعادل

Adsorption of Cyanide from Aqueous Solutions Using Magnetic Hydroxyapatite Nanoparticles Synthesized by Hydrothermal Method: Equilibrium and Kinetic Study

زمينه و هدف: سيانيد يك ماده سمي است كه در صنايع مختلفي از قبيل استخراخ فلزات مورد استفاده قرار گرفته و از اين طريق وارد محيط زيست ميشود. روش كار: در اين پژوهش نانوذرات هيدروكسي آپاتيت مغناطيسي به روش هيدروترمال سنتز شده و در جهت حذف سيانيد مورد استفاده قرار گرفت. عوامل موثر در فرآيند شامل pH، غلظت اوليه سيانيد، غلظت نانو ذرات هيدروكسي آپاتيت مغناطيسي و زمان تماس مورد بررسي قرار گرفت. همچنين از مدل ايزوترمي لانگمير و فروندليخ و مدلهاي سينتيكي شبه درجه يك، شبه درجه دو و شبه درجه يك اصلاح شده براي بيان نوع فرايند استفاده گرديد. در نهايت، احياي نانو جاذب مصرف شده مورد بررسي قرار گرفت. يافته ها: نتايج حاصل از اين تحقيق نشان داد كه بيشترين ميزان حذف سيانيد در غلظت mg/L 10 از يون سيانيد، ميزان g/L 8/0 از جاذب، زمان تماس 120 دقيقه و pH برابر 4 مشاهده گرديد. تحت اين شرايط بيش از 92 درصد يون سيانيد حذف گرديد. نتايج حاصل از مطالعه ايزوترمي نشان داد كه روند جذب يونهاي سيانيد بر روي جاذب مغناطيسي از مدل لانگمير (998/0 r2=) تبعيت ميكند. مشخص گرديد كه سينتيك واكنش حذف با ضريب رگرسيون بالا (999/or2=) توسط مدل درجه دو كاذب توصيف ميگردد. نتايج حاصل از احياي نانو جاذب نشان داد كه با استفاده از محلول 1 نرمال سود ميتوان 70 درصد جاذب اشباع شده را احيا كرد. نتيجه گيري: نتايج اين تحقيق به درستي مويد اين مطلب است كه نانو جاذبهاي مغناطيسي قابليت بالايي در زدايش آلاينده سيانيد دارند.

Background & Objectives: Cyanide is a toxic compound widely used in different industries (e.g. metal extraction) and enters into the environment through such activities. Methods: In present work magnetic hydroxyapatite nanoparticles were synthesized hydrothermally and used for removal of cyanide from aqueous solutions. Experimental parameters influencing the process such as solution pH, initial cyanide concentration, nanoparticle concentrations, and contact time were studied. In addition Langmuir and Freundlich isotherm models, pseudo-first-order, pseudo-second-order, and modified pseudo-first-order kinetic models were applied for describing the process. Restoration of used sorbent was also investigated. Results: Maximum removal efficiency was observed at 10 mg/L of cyanide concentration, 0.8 g/L adsorbent mass, 120 min contact time, and pH=4. Under these conditions more than 92% of cyanide ions were removed. Results of isotherm study showed that trend of cyanide ion sorption to follow Langmuir model (r2=0.998). In addition, kinetic of cyanide sorption was best described by pseudo-second-order kinetic model (r2=0.999). 70% of the used sorbent can be conditioned by 1 N NaOH solution. Conclusion: The results of present work well demonstrate that nano magnetic adsorbent to have high ability to remove cyanide pollutant.