جذب كادميوم از محلول هاي آبي با استفاده از نانو ذره دي اكسيد سيليكون اصلاح شده

سابقه و هدف: فلزات سنگين همانند كادميوم اثرات مضر زيادي را در محلول هاي آبي ايجاد مي كند. بنابراين حضور فلزات سنگين در آب هاي سطحي و زيرزميني به عنوان مشكل آلاينده معدني اصلي شده است .روش هاي مختلفي جهت حذف فلزات سنگين وجود دارد كه يكي از بهترين روش ها جذب سطحي است. هدف از اين پژوهش حذف يون هاي كادميوم دو ظرفيتي از محلول هاي آبي با استفاده از جاذب نانو دي اكسيد سيليكون اصلاح شده به وسيله 2 آمينو‌پيريدين و EDTA مي باشد. مواد و روش‌ها: نانو دي اكسيد سيليكون به همراه تولوئن در حمام اولتراسونيك قرار گرفت، سپس مخلوط 2 آمينو‌پيريدين و EDTA با نسبت 1:1 به تركيب اوليه اضافه شد . پس از 24 ساعت رفلاكس در حمام روغن نمونه به مدت زمان 10 دقيقه به دستگاه سانتريفيوژ منتقل شد. ماده ي به دست آمده به وسيله محلول كلروفرم، اتانول و آب مقطر دو بار تقطير آبكشي گرديد. درپايان محصول پس از انجام عمليات خشك سازي و قرار دادن در دستگاه وكيوم در دماي 100 درجه سانتي‌گراد و به مدت 24 ساعت آماده شد. تاثير فاكتورهاي pH، زمان تماس، مقدار جاذب، غلظت محلول كادميوم و دما بر كارايي حذف و ظرفيت جذب كاتيون‌هاي كادميوم به وسيله جاذب نانو سيليكون دي اكسايد اصلاح شده مورد بررسي قرار گرفت. آزمايش‌ها در سيستم ناپيوسته، با سه بار تكرار انجام گرفت. محلول هاي آزمايش در غلظت هاي متفاوت از رقيق كردن محلول استوك اوليه با آب مقطر ديونيزه تهيه شدند.pH محلول با استفاده از محلول هاي 0/1 مولار نيتريك اسيد و سديم هيدروكسيد در ابتداي آزمايش تنظيم شدند و بعد از شروع آزمايش كنترل نشدند. در اين مطالعه پارامترهايي از جمله تأثير pH، دما، زمان تماس، مقدار جاذب و غلظت در سيستم ناپيوسته و با سه بار تكرار بررسي گرديد. محلول هاي حاوي جاذب در ارلن ماير 250 ميلي ليتري قرارداده شده و در شيكر با دور rpm120 در زمان هاي مشخص قرار گرفتند و پس از آن نمونه ها در سانتريفيوژ با rpm 4000 به مدت 5 دقيقه قرار گرفتند. ميزان غلظت يون هاي سرب در محلول با استفاده دستگاه اسپكتروفتومتر جذب اتمي تعيين شدند. نتايج با استفاده از نرم افزار Excel تجزيه و تحليل شد. در پايان براي تعيين مكانيسم جذب مدل هاي ايزوترم لانگموير و فروندليچ و همچنين سينتيك جذب مورد بررسي قرار گرفتند. يافته‌ها: نتايج نشان داد كه در pH=4، در دماي 25 درجه سانتي‌گراد و در مدت زمان 35 دقيقه مقدار جذب بهينه صورت گرفت. بررسي ايزوترم‌هاي لانگموير (R^2=0.93) و فروندليچ (R^2=0.94) نشان داد كه داده‌هاي تجربي با هر دو ايزوترم مطابقت دارد و مي‌توان نتيجه گرفت جذب كادميوم توسط جاذب اصلاح شده به وسيله نانو سيليكون دي اكسايد به صورت تك لايه و همچنين لايه لايه انجام شده است ولي برازش بيشتري با فروندليچ داشت. مطالعات سينتيك نشان داد كه سينتيك جذب مطابق معادله شبه درجه دوم مي باشد. نتيجه‌گيري: بنابراين بر اساس يافته‌هاي اين مطالعه چنين مي‌توان گفت كه نانو دي اكسيد سيليكون اصلاح شده مي‌تواند به عنوان يك جاذب مناسب ، ارزان و دوستدار محيط زيست جهت حذف فلزات سنگين از محلول هاي آبي به ويژه از فاضلاب صنايع استفاده شود. در مقايسه با ساير تحقيق هاي مشابه در زمينه جذب سطحي مشخص شد كه اين جاذب از بهترين جاذب ها مي باشد و مي تواند به شكل موفقيت آميزي براي حذف فلزات سنگين در صنايع مختلف استفاده شود.