بررسي عملكرد غشاي نانو كامپوزيتي تيتانيوم دي اكسيد در حذف سرب از محلول‌هاي آبي

Performance Evaluation of Titanium Dioxide Nanocomposite Membrane in Removal of Lead from Aqueous Solutions

ازجمله روش­هاي مورد استفاده براي حذف فلزات سنگين، فرآيندهاي غشايي است كه با استفاده كم­تر از مواد شيميايي، قادر به توليد سريع نفوذ با كيفيت بالا هستند. در اين پژوهش از غشاي نانوكامپوزيتي با قابليت جداسازي فلز سرب استفاده شد. نانوذرات تيانيوم دي­اكسيد سياه با روش پيروليز سنتز شد. آزمايش­هاي جذب با استفاده از واحد نانوفيلتراسيون انجام شد. نتايج بررسي ايزوترم­هاي جذب فلز سرب بيانگر آن بود كه فرآيند جذب سرب با استفاده از غشا از مدل لانگموير با ضريب همبستگي برابر با 0/995 پيروي مي­كند. نتايج بررسي سينتيك جذب سرب بيانگر آن بود كه فرآيند جذب سرب توسط جاذب از سينتيك شبه مرتبه دوم پيروي مي­كند، به­طوري­كه ضريب همبستگي مدل شبه مرتبه دوم برابر با 0/999 بوده كه در مقايسه با ضريب همبستگي شبه مرتبه اول از ميزان همبستگي بيش­تري برخوردار است. بيش­ترين و كم­ترين شار عبوري در بين غشاهاي مختلف مربوط به mg/l 0/1 نانوذرات تيتانيوم دي­اكسيد برحسب زمان و فشار در مدت‌زمان 50 و min 600 و فشارهاي 45 و bar 145 بود. با افزايش غلظت اوليه آلاينده، درصد جذب كاهش يافت. افزايش غلظت نانوذرات تيتانيوم دي­اكسيد سياه آهنگ رسوب­گذاري بر سطح غشاء را افزايش داد، به‌طوري‌كه در غشاء با غلظت mg/l 0/1 حداكثر رسوب (57) و در غشاي خالص كم­ترين ميزان رسوب (17) مشاهده شد.

Among the methods used to remove heavy metals are membrane processes that, with less use of chemicals, are able to quickly produce high-quality penetration. In this study, a nanocomposite membrane with the ability to separate lead was used. The black titanium dioxide nanoparticle was synthesized using the pyrolysis method. Adsorption experiments were performed using a nanofiltration unit. The results of lead adsorption isotherms showed that the lead adsorption process using the membrane follows the Langmuir model with a correlation coefficient of 0.995. The results of the study of lead metal adsorption kinetics showed that the process of adsorption of lead by the adsorbent follows the quasi-second order kinetics so that the correlation coefficient of the second-order quasi-model is equal to 0.999 which is compared with the quasi-correlation coefficient. The maximum and minimum fluxes between different membranes were related to 0.1 mg/l of titanium dioxide nanoparticles in terms of time and pressure for 50 and 600 minutes and pressures of 45 and 145 bar, with increasing the initial concentration of pollutants, the percentage of adsorption decreases. This can be due to the delay in balancing the adsorbent and the contaminant.