سنتز نانوكامپوزيت Polyaniline/Fe3O4 به‌منظور حذف يون‌هاي سرب از نمونه‌هاي آب و پساب

The Synthesis of Polyaniline/Fe3O4 to Removal of Lead Ions from Water and Wastewater Samples

با توجه به اهميت حذف يون‌هاي سنگين از نمونه‌هاي آبي، در پژوهش حاضر، يك نانوكامپوزيت مغناطيسي بر پايه ذرات Fe3O4 پوشش داده شده با پلي‌آنيلين ساخته شد و به‌عنوان جاذب قوي براي حذف يون‌هاي سرب (II) از نمونه‌هاي آب و پساب ارزيابي شد. به‌منظور مشخصه‌يابي نانوكامپوزيت، از ميكروسكوپ الكتروني عبوري براي تعيين دقيق اندازه نانوذرات و از تكنيك BET براي تعيين سطح مؤثر جاذب و همچنين از آناليزهاي CHNS و TGA به‌ترتيب براي تأييد پوشش نانوذرات مغناطيسي Fe3O4 با پليمر پلي‌آنيلين و بررسي پايداري حرارتي نانوكامپوزيت اصلاح شده استفاده شد. از دستگاه طيف‌سنجي جذب اتمي شعله‌اي به‌منظور تعيين مقدار يون سرب در محلول استفاده شده است. مشخصه‌هاي تأثيرگذار بر حذف يون سرب از جمله pH، مقدار جاذب و زمان تماس در دماهاي مختلف بهينه شدند. مقادير بهينه pH و مقدار جاذب و زمان تماس براي 100 ميلي‌ليتر محلول با غلظت اوليه ppm50 به‌ترتيب در محدوده pH=9، 3 ميلي‌گرم جاذب و زمان تماس 60 دقيقه به‌دست آمد. داده‌هاي تعادلي به‌دست آمده از مطالعات جذب، نشان دادند كه ايزوترم لانگمير نتايج بهتري را نسبت به ايزوترم فروندليچ از خود نشان داد. همچنين بيشترين ظرفيت جذب سرب (II) روي نانوكامپوزيت Polyaniline/Fe3O4 برابر با 9/114 ميلي‌گرم سرب بر گرم جاذب به‌دست آمد.

Due to the importance of removing heavy ions from water samples, in the present study, a magnetic nanocomposite based on Fe3O4 particles coated with polyaniline was developed and evaluated as a strong adsorbent to remove lead (II) ions from water and effluent samples. In order to characterize the nanocomposite, the transmission electron microscope was used to determine the exact size of the nanoparticles and the BET technique was used to determine the effective surface of adsorbent and also the CHNS and TGA analyses were used to confirm the coating of Fe3O4 magnetic nanoparticles with polyaniline and the survey of the thermal stability of nanocomposite, respectively. The flame atomic absorption spectroscopy was used to determine the values of lead ions in the solution. Characteristics affecting lead ion removal including pH, adsorbent value and contact time at different temperatures were optimized. Optimal values of pH and adsorption rate and contact time for 100 ml of solution with an initial concentration of 50 ppm were obtained in the pH of 9, 3 mg adsorbent, and contact time of 60 minutes, respectively. Equilibrium data from adsorption studies showed that the Langmuir isotherm showed better results than the Freundlich isotherm. Also, the maximum lead adsorption capacity (II) on Polyaniline/Fe3O4 nanocomposite was 114.9 mg of lead per gram of adsorbent.