حذف يون نيكل (II) با استفاده از نانوذرات اكسيد آهن (III) از محلول‌هاي آبي: مطالعه مدل‌هاي سينتيك، ايزوترم و ترموديناميك

زمينه و هدف: با توجه به وجود صنايعي مانند فولاد زنگ نزن، حضور يون نيكل (II) در آب ها و پساب ها در غلظت هاي بالا گزارش شده است. بنابراين، حذف يون نيكل (II) از پساب ها و محيط زيست امري ضروري به شمار مي آيد. در اين پژوهش نانوذرات اكسيد آهن (III) به عنوان جاذب براي حذف يون نيكل (II) از آب در يك سيستم تعادلي منقطع مورد مطالعه قرار گرفت.روش بررسي: جهت مشخصه يابي ساختاري نمونه از تكنيك هاي FT-IR، SEMو XRDاستفاده شد. براي تعيين شرايط بهينه جذب، اثر پارامترهاي مهم از قبيل: pH، زمان تماس، وزن جاذب و غلظت اوليه مورد بررسي قرار گرفت. همچنين، مطالعه ترموديناميكي (تغييرات انرژي آزاد استاندارد گيبس، آنتالپي و آنتروپي)، مطالعات ايزوترمي (ظرفيت جذب) و مطالعات سينتيكي (تاثيرپذيري جاذب با زمان) بررسي گرديد.يافته ها: نتايج نشان داد كه جاذب مغناطيسي مذكور، داراي بالاترين راندمان حذف آلاينده نيكل (II) در pH برابر 7، زمان تماس min 60، مقدار جاذب mg 200 و بالاترين غلظت قابل حذف mg/L 400 است.نتيجه گيري: با مطالعات ترموديناميكي مشخص گرديد كه واكنش گرماگير بوده و خودبه خودي بودن فرايند جذب، با عامل آنتروپي كنترل مي شود (J/mol.K 165/7=ΔS+ و KJ/mol-2/7=ΔG. براي درك بهتر مكانيزم جذب، از معادلات سينتيك شبه درجه اول و دوم استفاده شد. سپس جهت تعيين ظرفيت جذب، ايزوترم هاي جذبي لانگموير و فروندليچ بررسي گرديد و مطابقت خوب نتايج با مدل فروندليچ و ظرفيت جذب برابر با mg/g 43/5 به دست آمد كه بيانگر ظرفيت جذب بالاي جاذب و چند لايه بودن آن است.