بررسي مدل هاي سينتيكي و هم دمايي حذف كادميم از محلول هاي آبي با كامپوزيت زئوليتي آهني

Kinetic and Isotherm Studies of Cd(II) Removal from Aqueous Solution by Zeolite-Iron Fly Ash Composite

فلزهاي سنگين موجود در پساب كارخانه ­هاي گوناگون به عنوان يك آلودگي مهم و تهديد جدي براي سلامت موجودات زنده شناخته شده اند. تا به امروز روش­هاي متنوعي براي حذف اين آلودگي­ ها از پساب­ ها به كار گرفته شده است. در اين پژوهش، جذب فلز سنگين كادميم توسط كامپوزيت زئوليت و خاكستر بادي آهني از محلول آبي كادميم مورد بررسي قرار گرفت.زئوليت از منطقه سمنان و خاكستر بادي آهني از كارخانه فولاد مباركه تهيه شد.به منظور شناسايي نمونه، آناليزهاي SEM ،XRD ،XRF و FT-IR انجام شد. آزمايش ­هاي اوليه به منظور مشخص شدن مقدار بهينه جاذب انجام شد كه سرانجام، ۰/۵ گرم كامپوزيت با تركيب %40 خاكستر آهن و %60 زئوليت براي انجام آزمايش ­هاي بعدي انتخاب شد. بهترين شرايط جذب كادميم در غلظت ppm 800، 5/5 =pH و زمان 40 دقيقه به دست آمد. در اين شرايط mg/g۷۳/۴ از كادميم موجود در محلول حذف شد. در مطالعه­ هاي سينتيكي جذب كادميم، بهترين همبستگي با مدل شبه مرتبه دوم ديده شد. از بين تمامي مدل­هاي هم­دمايي به كارگرفته شده، مدل لانگمور با ضريب همبستگي 99/0 بهترين تطابق را با داده­ ها نشان داد. طبق اين مدل بيش ­ترين ظرقيت جذب كادميم توسط كامپوزيت mg/g۷۸/۱۲ به دست آمد. انرژي جذب با مقدار kJ۱۲/۹، توسط مدل دوبينين ـ رادوشكويچ محاسبه شد كه نشانگر جذب شيميايي كادميم توسط جاذب بود.

One of the most important environmental problems has become heavy metal pollution. Cadmium (II) has known as a toxic element and can cause a major problem to human health. Zeolites are known as a good adsorbent for removal of heavy metals. Solid waste of steel industry such as fly ashes of the furnaces can be used as a low-cost and available co-adsorbent.In this study the composite of zeolite-iron fly ash was synthetized to remove Cd (II) from aqueous solution. The effect of operation conditions including adsorbents dosage، contact time، pH and concentration were studied in batch system. The optimum adsorbents dosage was 40% iron dusts – 60% zeolite and 40 min was the best contact time with 73/4 mg/g Cd2+ capacity of adsorption. pH =5.5 was selected as an optimum pH. The results of the experiments were evaluated by kinetic models (Pseudo-first order، Pseudo-second order، intraparticle diffusion) and isotherm models (3 and 2 parameters).The kinetic data of Cd ions were well described with Pseudo-second order and equilibrium data were obeyed Langmuire isotherm model، by R2=0/999.the maximum monolayer sorption capacities of Cd were estimated to be 78/12 mg/g. E=12/9 kJ was achieved by D-R model that indicated the chemical sorption.