حذف آلاينده هاي معدني از محلول هاي آبي توسط كمپوزيت هاي رس هاي فيبري و نانوذرات صفرظرفيتي آهن

سابقه و هدفدر سال‌هاي اخير، به‌منظور حذف آلاينده‌ها از فاضلاب‌ها و آب‌هاي زيرزميني، نانوذرات صفر‌ظرفيتي آهن مورد توجه محققان قرار گرفته‌اند. اين تركيبات به‌طور موثري مي‌توانند آلاينده‌ها را از آب حذف كنند، اما محدوديت‌هايي چون فقدان پايداري، هماوري سريع و عدم جداسازي از محيط تيمارشده از مشكلات كاربرد اين مواد است. استفاده از مواد ميزبان به‌عنوان روش مناسبي براي غلبه بر اين مشكلات پيشنهاد شده است. كاني‌هاي رسي  يكي از منابع فراوان طبيعي و تركيبي مناسب به‌عنوان ماده ميزبان براي نانوذرات آهن هستند. در اين پژوهش، از كمپوزيت رس‌هاي فيبري نانوذرات صفر‌ظرفيتي آهن در حذف آلاينده‌ها از محلول‌هاي آبي استفاده شده است. مواد و روش‌ها: كمپوزيت‌هاي رس‌هاي سپيوليت و پاليگورسكيت با نانوذرات صفر‌ظرفيتي آهن به روش احياي سبز آهن با استفاده از عصاره چاي سبز ساخته شدند. به‌منظور تعيين ظرفيت جذب هر كدام از كمپوزيت‌ها در حذف آلاينده‌هاي فسفر (P)، نيكل (Ni) و كادميوم (Cd) از محلول‌هاي آبي، غلظت‌هاي متفاوتي از هر كدام از آلاينده‌ها به نسبت 1 درصد جاذب و جذب‌شونده به‌مدت 24 ساعت در تماس با كمپوزيت‌هاي سنتز‌شده قرار گرفتند. پس از جداسازي فاز محلول از جامد، غلظت باقيمانده هر كدام از آلاينده‌ها در محلول‌ها اندازه‌گيري شد و مدل‌هاي لانگموير، فروندليچ و دوبينينرادشكوويچ بر داده‌هاي حاصل از جذب برازش داده شدند. نتايج و بحث: مدل‌هاي لانگموير و فروندليچ توانستند به‌خوبي جذب فسفر را روي هر دو كمپوزيت توصيف كنند. حداكثر ظرفيت جذب ( maxq ) كمپوزيت سپيوليتنانوذرات صفر‌ظرفيتي آهن و كمپوزيت پاليگورسكيت نانوذرات صفر‌ظرفيتي آهن براي فسفر به‌ترتيب برابر با 11/38 و 8/57 ميلي‌گرم بر گرم تعيين شد. داده‌هاي حاصل از جذب كادميوم و نيكل توسط هر دو كمپوزيت برازش خوبي با مدل‌هاي لانگموير، فروندليچ و دوبينينرادشكوويچ نشان دادند. نتايج حاصل از ثابت حداكثر ظرفيت جذب مدل لانگموير( maxq )نشان‌دهنده توانايي جذب بيشتر كادميوم توسط كمپوزيت سپيوليتنانوذرات صفر‌ظرفيتي آهن نسبت به كمپوزيت پاليگورسكيتنانوذرات صفر‌ظرفيتي بود. نتايج حاصل از ضريب ثابت KF مدل فروندليچ نيز تاييد كننده توانايي بيشتر كمپوزيت سپيوليتنانوذرات صفر‌ظرفيتي در حذف فسفر و كادميوم در مقايسه با كمپوزيت پاليگورسكيتنانوذرات صفر‌ظرفيتي آهن است. كمپوزيت پاليگورسكيتنانوذرات صفر‌ظرفيتي آهن توانست در حذف نيكل برخلاف دو تركيب فسفر و كادميوم موفق‌تر از كمپوزيت سپيوليتنانوذرات صفر‌ظرفيتي آهن عمل كند. ثابت KL مدل لانگموير كه بيانگر تمايل جذب است نيز براي كمپوزيت پاليگورسكيت نسبت به سپيوليت بيشتر بود. مقادير فاكتور جداسازي (RL) كه نشان‌دهنده مطلوبيت جذب است براي هر دو كمپوزيت سپيوليتنانوذرات صفر‌ظرفيتي آهن و پاليگورسكيتنانوذرات صفر‌ظرفيتي آهن بيشتر از صفر و كمتر از يك محاسبه شد كه نشان‌دهنده جذب مطلوب فسفر، كادميوم و نيكل روي هر دو كمپوزيت است.نتيجه‌گيري:كمپوزيت‌هاي رس‌هاي فيبرينانوذرات صفر‌ظرفيتي آهن سنتزشده به روش سبز به‌دليل سازگار بودن با محيط زيست و عدم استفاده از مواد شيميايي مخرب محيط زيست و همچنين توانايي مناسب براي حذف تركيبات معدني از آب مي‌توانند به‌عنوان جاذب‌هايي موثر در حذف فسفر از پساب‌هاي كشاورزي و حذف فلزات سنگين همچون نيكل و كادميوم از فاضلاب كارخانجات و صنايع استفاده شوند.