حذف نيترات از آبهاي آلوده با استفاده از نانوذرات ني اصلاح شده

Nitrate Removal from Contaminated Waters by Using Anion Exchanger Phragmites Australis Nanoparticles

چكيده در اين تحقيق نانو ذرات ني توسط محلولهاي اپي كلروهيدرين، تري‌اتيل آمين، متانول و پيريدين اصلاح گرديد. سپس نانو جاذب اصلاح شده به‌منظور حذف نيترات از آبهاي آلوده با استفاده از آزمايش‌هاي جذب ناپيوسته و پيوسته مورد بررسي قرار گرفت. در آزمايش‌هاي ناپيوسته اثر عواملي مانند pH ، جرم جاذب و غلظت نيترات اوليه بر جذب نيترات بررسي گرديد. نتايج آزمايش‌ها نشان داد كه با افزايش pH محلول از2 تا 10، راندمان حذف از 60 تا 86 درصد افزايش يافت و درpH برابر 6 به حداكثر مقدار خود رسيد. زمان تعادل برابر2 ساعت به‌دست آمد. با افزايش غلظت نيترات اوليه از 5 تا 120 ميلي‌گرم در ليتر، راندمان جذب از 90 به 67 درصد كاهش يافت. با افزايش جرم جاذب از 1/0 تا 3/0 گرم، راندمان حذف از 54 تا 68 درصد افزايش يافت، اما با افزايش از 3/0 گرم تا 1 گرم، راندمان جذب ثابت ماند. فرايند جذب از مدل سينتيك مرتبه دوم (R2 برابر 1) تبعيت كرده و داده‌هاي جذب با ايزوترم لانگمير (R2 برابر 99/0) مطابقت بيشتري داشت. آزمايش‌هاي پيوسته با استفاده از ستون با بستر ثابت (قطر داخلي 8/2 سانتي‌متر و 35 سانتي‌متر ارتفاع ستون) انجام گرفت. با استفاده از آب شبيه‌سازي شده با غلظتهاي 15، 50 و 120 ميلي‌گرم در ليتر براي دو دبي 98/0 و 27/2 ليتر در ساعت، ظرفيت ستون جذب (qed) به‌ترتيب برابر 36/13، 48/28 و 52/36 ميلي‌گرم بر گرم و 21/25، 93/60 و 32/74 ميلي‌گرم بر گرم به‌دست آمد. نتايج اين مطالعه نشان داد كه نانو جاذب ني اصلاح شده قابليت بالايي در حذف يون‌هاي نيترات از آبهاي آلوده دارد.

Abstract The efficiency of modified Phragmites australis nanoparticles for nitrate removal from aqueous solution in batch and continuous conditions was studied. The effect of different operating conditions such as pH, the amount of adsorbent, and initial nitrate concentration were surveyed. Our results showed that, pH 6 could provide better condition for nitrate removal. The increase in the nitrate concentration from 5 to 120mg L-1 reduced the efficiency from 90% to 67%. Kinetics and isotherm data revealed that the nitrate adsorption successfully can be described by pseudo-second order kinetic model (R2 =1) and Longmuir isotherm (R2 =0.99), respectively. At the continuous-flow mode, column were operated at 0.98 L hr-1 and 2.27 L hr-1 with initial nitrate concentration of 15, 50 and 120 mg L-1. At the above mentioned conditions, the adsorption capacities were 13.4, 28.5 and 36.5 mg g -1 at 0.98 L hr-1 and 25.2, 60.9 and 74.3 mg g-1 at 2.27 L hr-1, respectively.