ارزيابي عملكرد پوست بادام و كربوكسي متيل سلولز اصلاح شده با گرافن اكسايد در حذف فلزات سنگين نيكل و كادميوم از آب

Evaluation Of The Modified Almond Shell an‎d Carboxymethyl cellulose Performance With Graphene Oxide In Removal Of Heavy Metals Ni an‎d Cd From Water

آژانس حفاظت از محيط زيست آمريكا، فلزات سنگين مانند كادميوم، جيوه، آرسنيك، نيكل، سرب و كروم را در دسته آلاينده هاي سمي محيط زيستي طبقه بندي كرده است. اين عناصر توسط صنايع شيميايي و ديگر صنايع وارد چرخه محيط زيست، آب ها، محصولات كشاورزي و بدن انسان شده و در نهايت اثرات زيانبار خود را بر انسان اعمال مي نمايد به همين دليل جداسازي و حذف فلزات سنگين به عنوان يك امر مهم در كنترل آلاينده هاي محيط زيستي محسوب مي شود. در سال هاي اخير استفاده از نانو ذرات به عنوان جاذب هايي با بازده جذب بالا توجه زيادي را به خود جلب كرده است. نانو گرافن اكسايد كه در اين پژوهش مورد استفاده قرار گرفته شده است، به دليل داشتن سطح ويژه بالا در دسته جاذب ها با ظرفيت بالا دسته بندي مي شود. در اين تحقيق علاوه بر گرافن اكسايد، از پوست بادام و كربوكسي متيل سلولز به منظور ارتقاي راندمان حذف فلزات سنگين استفاده شد. هدف از اين پژوهش سنتز نانو ذرات گرافن اكسايد اصلاح شده با پوست بادام و كربوكسي متيل سلولز و همچنين ارزيابي عملكرد آن در حذف نيكل و كادميوم از آب مي باشد. نانو گرافن اكسايد اصلاح شده با روش فريز درايينگ سنتز و براي مشخصه يابي نانوذرات سنتز شده از روش هاي طيف سنجي مادون قرمز و ميكروسكوپ الكتروني روبشي استفاده گرديد. اثر پارامترهاي مختلف همچون پي اچ محلول، زمان تماس و مقدار جاذب مورد بررسي قرار گرفته شد و مقادير بهينه هر كدام از پارامترها مشخص شد. مدل سازي فرآيند جذب با استفاده از دو مدل ايزوترم لانگموير و فروندليچ مورد بررسي قرار گرفت و نتايج به دست آمده نشان از همخوان بودن ميزان جذب با مدل ايزوترم لانگموير براي عنصر نيكل و ايزوترم فروندليچ براي جذب كادميوم است. نتايج تحقيق نشان داد نانو ذرات اصلاح شده نسبت به اصلاح نشده ظرفيت جذب بهتر داشته و كارايي آن جهت حدف عنصر كادميوم بيشتر از نيكل مي باشد.

Environmental Protection Agency of America has classified heavy metals such as Cd, Hg, As, Ni, Pb and Cr, as the toxic pollutants of environment. These elements imported into the environmental cycle by the chemical industries and other industries, such as water, agricultural products and human body, and ultimately its harmful effects on human. In this respect, separating and removal of heavy metals is an important task in controlling environmental pollutants. In the recent years the usage of nanoparticles as an adsorbent with high adsorption efficiency has attracted a lot of attention. Nano graphene oxide used in this study is classifying in the category of high capacity adsorbents due to its high specific surface area. In this study in addition to graphene oxide, Almond shell and Carboxymethyl cellulose were also used to improve the removal efficiency of heavy metals. The aim of this research is to synthesize Graphene oxide nanoparticles modified with Almond shell and Carboxymethyl cellulose and also to evaluate its performance in the removal of nickel and cadmium from water. The Nano Graphene oxide was synthesized by the Freeze- drying method and in order for characterization of the synthesized nanoparticles, FT-IR and SEM methods were used. Various parameters such as pH solution, contact time and adsorbent amount were investigated and the optimal values of each of factors were determined. The modeling of the absorption process was carried out using two models of Langmuir and Freundlich isotherms and the results show that the adsorption rate is consistent with the Langmuir isotherm model for nickle and Freundlich isotherm for the adsorption of cadmium. The results showed that the modified nanoparticles have better absorption capacity than unmodified ones, and its effectiveness to remove the element of Cd is more than Ni.