تصفيه فاضلاب مصنوعي حاوي كروم (VI) توسط نانوكامپوزيت جديد مغناطيسي EDTA/كيتوزان/CeZnO تحت تابش نور UV

Treatment of synthetic wastewater containing Cr(VI) using novel magnetic nanocomposite of Chitosan/EDTA/CeZnO under UV irradiation

با توجه به استفاده روز افزون از كروم در صنايع مختلف، آلودگي آب با كروم به يك مشكل قابل توجه در جهان تبديل شده است. كروم شش ظرفيتي (Cr(VI)) به عنوان يك ماده سمي براي موجودات آبزي، حيوانات و انسان و به عنوان يك عامل سرطان‌زا شناخته شده است بنابراين تصفيه اين نوع فاضلاب از اهميت بالايي برخوردار است. در مطالعه حاضر، نانوكامپوزيت مغناطيسي جديد EDTA/كيتوزان/CeZnO (MEC-CeZnO) توليد و براي حذف يون‌هاي فلز سنگين Cr(VI) از محلول آبي مورد استفاده قرار گرفت. مورفولوژي، ساختار و ويژگي‌هاي نانوكامپوزيت جديد مغناطيسي MEC-CeZnO توسط روش­هاي SEM، EDX، XRD شناسايي و تاثير پارامترهاي مختلف نظير pH اوليه، زمان تماس و غلظت اوليه Cr(VI) در راندمان سيستم مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه نانو ذرات MEC-CeZnO با ميانگين قطر كمتر از 50 نانومتر، بهترين عملكرد احياء Cr(VI) در غلظت ورودي 10 ميلي‌گرم بر ليتر، pH برابر 3 و در مدت زمان 180 دقيقه داشته است. همچنين مطالعات سينتيك فرآيند نشان داد كه نتايج فرآيند احياء Cr(VI) از مدل سينتيك درجه دوم تبعيت مي‌كنند. در نهايت قابليت استفاده مجدد از نانوكامپوزيت در 5 سيكل مورد آزمايش قرار گرفت؛ نتايج حاكي از راندمان بالاي 90% نانوكامپوزيت در احياء يون‌هاي فلزي، در هر بار استفاده مجدد از نانوكامپوزيت بود.

Because of the increasing use of chromium in various industries, water pollution with chromium has become a significant problem. Hexavalent chromium (Cr (VI)) is known as a toxic substance for aquatic organisms, animals and humans and as a carcinogen, so it is very important to treat this type of wastewater. In the present study, a new magnetic nanocomposite EDTA/Chitosan/CeZnO (MEC-CeZnO) was synthesized and used to remove heavy metal ions of Cr (VI) from an aqueous solution. The morphology, structure, and properties of the new MEC-CeZnO magnetic nanocomposite were identified by SEM, EDX, and XRD methods and the effect of various parameters such as initial pH, contact time and initial Cr (VI) concentration on system efficiency was investigated. The results showed that MEC-CeZnO nanoparticles with an average diameter of less than 45 nm, had the best performance of Cr (VI) regeneration at an input concentration of 10 mg/L, pH of 3 and retention time equal to 180 minutes. Also, process kinetic studies showed that the results of Cr (VI) reduction process follow the second-order kinetic model. Finally, the reusability of nanocomposites was tested in 5 cycles; the results showed high efficiency of 90% of nanocomposites in the reduction of metal ions.