بررسي جذب زيستي توريم از محلول‌هاي آبي توسط جلبك قهوه‌اي سيستو سيرا انديكاي اصلاح ‌شده به روش زانتاسيون

Investigation of Thorium Biosorption from Aqueous Solutions by Chemically Modified Brown Algae Cystoseira Indica using Xanthation Method

توانايي جلبك سيستوسيرا انديكاي اصلاح ‌شده به روش زانتاسيون، در جذب زيستي يون­ هاي توريم (IV) از محلول‌هاي آبي در روش ناپيوسته بررسي شد. اثر سه متغير مستقل فرايند شامل pH (2-6)، غلظت اوليه­ ي يون فلزي (1-mg L 50 تا 1-mg L 250) و مقدار جاذب (0.5 g L-1تا 2.5 g L-1) با استفاده از روش سطح پاسخ (RSM) براساس طرح مركب مركزي (CCD) مورد ارزيابي قرار گرفت. اعتبار مدل درجه­ي دوم با استفاده از تحليل واريانس مانند مقدار كم‌ ارزش-P، مقدار بالاي ارزش-F و ضريب رگرسيون بالا تأييد شد. نتيجه­ هاي بهينه‌سازي نشان داد كه ميزان جذب توريم (IV) تحت شرايط بهينه (pH=3.31، غلظت اوليه­ ي 1- mg L­250 و مقدار جاذب 0.5 g L-1) 230.628 mg g-1 است. داده­ هاي مدل‌ سازي نشان داد كه داده‌هاي تجربي سرعت جذب توريم توسط مدل سينتيكي شبه مرتبه­ ي دوم بهتر برازش مي‌شوند و هم‌چنين هم­دماي لانگمير داده‌هاي تجربي تعادلي جذب را به‌ خوبي توصيف مي‌كند. حداكثر ظرفيت جذب توريم به‌ وسيله­ ي هم­دماي لانگمير329.90 mg g-1 تخمين زده شد. علاوه بر اين، مشخصه ­هاي سطح جلبك و ساز و كار جذب با استفاده از تحليل تبديل فوريه زيرقرمز (FTIR) بررسي شد.

In this work, the ability of the modified Cystoseira indica algae by the Xanthation method has been investigated for the biosorption of Th (IV) ions from aqueous solution in the batch mode. The effects of the three process independent variables including pH(2–6), biomass dosage (0.5 g L-1 – 2.5 g L-1) and initial metal concentration(50 mg L-1 – 250 mg L-1) were investigated using the response surface methodology (RSM) based on the central composite design (CCD). The accuracy of the model was confirmed by ANOVA such as low p-value, high F-value and Regression. The results of the optimization showed that the biosorption capacity of Th(IV) under the optimal conditions (pH=3.31, initial concentration 250 mg L-1, and biosorbent concentration 0.5 g L-1) will be 230.628 mg g-1. The results of the modeling showed that the experimental data of biosorption rate of thorium were better fitted by the pseudo second-order kinetic model, and also the Langmuir isotherm describes the experimental data of biosorption quite well. The maximum biosorption capacity of thorium was estimated to be 329.90 mg g-1 by the Langmuir isotherm. In addition, the specifications surface of algae and mechanism of biosorption were investigated using the Fourier transform infrared (FTIR) analysis.