بررسي حذف جيوه(Hg+2) از محيط‌هاي آبي توسط نانولوله‌هاي كربني چند جداره پوشش داده‌شده با اكسيد آهن

Survey of mercury (Hg+2) removal from aqueous solutions with multiwalled carbon nanotubes coated by iron oxide

زمينه و هدف: آلودگي آب بدون شك يكي از مشكلات عمده اي است كه جهان امروز با آن مواجه شده است. آلودگي آب توسط فلزات سنگين يكي از مهم ترين مسائل و مشكلات زيست محيطي مي باشد. از بين فلزات سنگين، جيوه يك فلز بسيار سمي است كه مي تواند سبب آسيب هاي عصبي برگشت ناپذيري در انسان شود. همچنين مي تواند به راحتي از سد خوني و مغزي عبور كرده و روي مغز جنين اثر بگذارد. غلظت بالايي از Hg+2 سبب اختلال عملكرد ريوي و كليوي شده و ايجاد درد در قفسۀ سينه مي نمايد. هدف از اين مطالعه بررسي ميزان حذف جيوه از محيط هاي آبي توسط نانولوله اي كربني پوشش داده شده با اكسيد آهن بود. روش بررسي: پژوهش حاضر يك مطالعه ي تجربي است. در اين مطالعه از نانولوله هاي كربني اكسيدشده ي چند جداره تركيب شده با اكسيد آهن براي حذف جيوه استفاده شد. اثر متغيرهاي غلظت اوليه جيوه، pH اوليه محلول، زمان تماس، سرعت اختلاط، مقدار نانو كامپوزيت و اثر مداخله گرها (نيترات و كلرايد) موردبررسي قرار گرفت. شرايط بهينه براي هر يك از متغييرها با استفاده از نرم افزار Minitab، تعيين و با روش آماري تاگوچي تجزيه وتحليل شدند. يافته ها: يافته هاي اين تحقيق نشان داد كه pH خنثي نسبت به pH هاي اسيدي و قليايي براي حذف جيوه مناسب تر است. همچنين نتايج نشان داد بهترين سرعت اختلاط، 150 دور در دقيقه مي باشد. زمان تماس 60 دقيقه، زمان مناسبي است. در اين مدت زمان ،مي توان به حذف 93 درصدي جيوه بسته به نانو كامپوزيت اضافه شده دست يافت. بهترين مقدار نانو كامپوزيت براي رسيدن به حذف مطلوب جيوه، 60 ميلي گرم در ليتر مي باشد. در ضمن در غلظت هاي پايين (زير يك ميلي گرم در ليتر) با اين نانو كامپوزيت مي توان به حذف 87 درصدي جيوه دست يافت. در اين تحقيق با افزودن عوامل مداخله گر(نيترات و كلرايد)، ميزان حذف جيوه 10 درصد كاهش يافت. نتيجه گيري: نتايج اين مطالعه نشان مي دهد كه با كاربرد نانولوله هاي پوشش داده شده با اكسيد آهن در pH خنثي، زمان تماس 60 دقيقه، ميزان اختلاط 150 دور در دقيقه، و مقدار نانو كامپوزيت 60 ميلي گرم، مي توان به حذف 93درصد از جيوه بدون عوامل مداخله گر دست يافت. همچنين با توجه به نتايج به دست آمده مي توان اين تركيب را به عنوان يك جاذب آسان و قوي براي حذف سريع جيوه از آب آشاميدني و فاضلاب صنعتي پيشنهاد نمود.

Background and aims: Water pollution is undoubtedly one of the major problems faced by the world today. Water pollution by heavy metals is one of the most important environmental problems., mercury is a highly toxic metal Among the heavy metals. it can cause nerve damage in humans irreversibility. It can easily cross the brainblood barrier and affect fetal brain. High concentrations of Hg+ 2 due to respiratory and renal dysfunction and pain in the chest as well. The aim of this study was to evaluate the effectiveness of multiwalled carbon nanotubes Combined with iron oxide to remove mercury in aqueous solutions. methods:This experimental study the multiwalled nanotubes combined with iron oxide and used for removal mercury. the effects of parameters such as pH solution, contact time, stirring speed, amount of nanocomposite and interference (nitrate and chloride) were investigated and the optimum conditions were determined for each of these parameters by using minitab software and analyzed by Taguchi statistical method. Results: The findings of this study showed that the neutral pH than acidic and alkaline pH is more suitable for the removal of mercury, and the best stirring speed is 150 rpm, 60 minutes Contact time, is a good time. At this time can be removed 93% of the mercury depending on the nano composite. the Best of nano composite is 60 mg per liter to achieve the desirable removal of mercury. In addition, at low concentrations (less than one milligram per liter) nanocomposites can be 87 percent remove mercury mercury. In this study, the addition of interfering factors (nitrate and chloride), decreased mercury removal by 10%. Conclusion: The results of this study showed that use of the nanotubes coated with iron oxide without at neutral pH, contact time 60 min, stirring rate of 150 rpm, and the nanocomposite 60 mg, can be achieved mercury removal 93%. also according to the results this nanocomposite considered as a suitable choice for treatment of drinking water and industrial wastewater.