مطالعه پارامترهاي ترموديناميكي جذب يونهاي فلزي سرب، مس و كادميوم توسط جاذبهاي گياهي

Study of Thermodynamic Parameters in Adsorption of Lead, Copper and Cadmium Metal Ions by Plant Sorbents

در اين تحقيق، از پودر برگ هاي خشك درختان سرو و سپيدار، به عنوان جاذب هاي گياهي، براي حذف يون هاي فلزي سرب، مس و كادميوم در مقياس آزمايشگاهي، استفاده شد. با بررسي اثر تغييرات دما بر روند حذف و ضمن مطابقت داده ها با همدماهاي لانگموير، فروندليچ و دوبينين- رادوشكويچ، ثابت هاي ترموديناميكي فرايندها محاسبه شد. بدين منظور رآكتورهاي ناپيوسته اي حاوي محلول هايي با غلظت هاي مختلف يون فلزي و غلظت جاذب 10 گرم بر ليتر تهيه شد. با تنظيم pH برابر با 5 براي هر جاذب و زمان ماند 60 دقيقه، در دماهاي 20، 25، 35 و 45 درجه سلسيوس، غلظت يون هاي فلزي محلول پس از صاف سازي اندازه گيري شد. ظرفيت هاي جذب بدست آمده نشان داد كه افزايش غلظت اوليه باعث افزايش ظرفيت جذب مي شود. بررسي ها همچنين نشان داد كه گرچه بعضي از فرايندهاي جذب با بيش از يك مدل مطابقت نشان مي دهند، اما مدل لانگموير در مقايسه با دو مدل ديگر، تطابق بهتري دارد. با توجه به ثابت هاي ترموديناميكي بدست آمده مشخص شد كه فرايند جذب فلزات توسط سپيدار گرماگير، ولي توسط سرو، گرمازاست. مقادير انرژي آزاد گيبس (G°?) و انرژي آزاد متوسط جذب (Ea) نشان داد كه تمامي فرايندهاي جذب، خود بخودي و از نوع فيزيكي است.

This research was carried out in laboratory scale using dried leaves powder of Thuja and Populus as sorbents to remove lead, copper and cadmium ions from aqueous solution. The effect of temperature on metal ions removal by sorbents was evaluated, the equilibrium data was fitted by Langmuir, Freundlich and Dubinin-radushkevich isotherms and thermodynamic constants were determined. For this purpose, solutions with different concentration of ionic metals were prepared. Sorbent amount equal to 10 gr/lit, pH = 5 and detention time 60 minutes for all sorbents were adjusted. Studied temperatures were 20, 25, 35, 45 ?C. The results have shown that increasing the initial concentration, increases the adsorption capacity. The Langmuir model was found to best describe the data, although some adsorption processes were described with more than one model. This research indicated that the adsorption of metal ions by Populus was endothermic and adsorption of them by Thuja was exothermic processes. Determination of the thermodynamic parameters, Gibbs free energy (?G?) and the mean adsorption free energy (Ea) showed that the adsorption of metal ions by two plants was physical.