بررسي كارآيي نانوذرات سيليكا بيوسنتز شده در حذف فلزات سنگين كروم و مس از محلول هاي آبي

The efficiency of biosynthesis silica nanoparticles at removal of heavy metals Cr and Cu from aqueous solutions

زمينه و هدف: فناوري نانو در كاهش اثرات منفي آلودگي هاي آب، به عنوان يكي از راهكارهاي مديريتي مطرح مي باشد كه به تصفيه آب ارزان قيمت تر، بادوام تر و موثرتري منجر مي شود. هدف از انجام اين تحقيق، بررسي حذف كروم و مس از محلول هاي آبي و پارامترهاي موثر بر آن، با استفاده از نانوسيليكات سنتزشده از پوسته برنج بود. روش تحقيق: در اين مطالعه، نانوسيليكات عامل دارشده با پوسته برنج ساخته شد و مشخصات نانوذرات شامل: ساختار ذرات و اندازه آن، با استفاده از دستگاه هاي FT-IR، TEM،SEM و XRD بررسي گرديد. تاثير عوامل مقدار جاذب، غلظت اوليه و تعادلي كروم و مس و زمان تماس بر حذف فلزات سنگين مس و كروم مورد آزمايش قرار گرفت و تجزيه و تحليلهاي ايزوترم هاي جذبي نيز انجام شد. يافته ها: نانوذرات سيليكا ساخته شده داراي ساختار و مورفولوژي تقريباً كروي با اندازه ذرات يكنواخت حدود 80 نانومتر بود؛ هر چند كه نانوذرات سيليكا عامل دارشده، به صورت كروي با قطر حدود 90 نانومتر بودند. نتايج حذف آلاينده ها نشان داد كه حداكثر جذب كروم و مس در زمان بهينه 100 دقيقه بود؛ درحالي كه مقدار بهينه جاذب براي كروم و مس به ترتيب: 125 و 100 ميلي گرم بود. شرايط بهينه بيشترين مقدار جذب كروم و مس در غلظت 2 ميلي گرم بر ليتر بود؛ همچنين حداكثر جذب در زمان 100 دقيقه و مقدار 125 ميلي گرم بر گرم جاذب صورت گرفت. ايزوترم هاي جذب كروم (0/9946=لانگمويرR2) و مس (0/999=لانگمويرR2) بيشتر از مدل لانگمير تبعيت مي كنند. نتيجه گيري: اين تحقيق نشان داد كه نانوذرات سيليكا مي تواند با استفاده از پسماندهاي كشاورزي توليد شود كه به عنوان روشي ارزان قيمت و دوست دار محيط زيست مي باشد و مي تواند براي حذف آلودگي ها از محيط هاي آبي مورد استفاده قرار گيرد

Background and Aim: Nanotechnology considered as one of the main management strategy in reducing negative effects of water pollution، which leads to treating of water inexpensive and more effective. This study aimed to investigate the removal of Cr and Cu from aqueous solutions using nano-silicate which is synthesized by rice husk. Materials and Methods: In the present study، functionalized nano-silica with rice husk was fabricated and characterized by FT-IR، TEM، SEM and XRD. The effect of adsorbent dosage، initial concentration and equilibrium of chromium and copper and contact time in removal of mentioned heavy metals were investigated. Finally، the adsorption isotherms were analyzed. Results: The silica nanoparticles had nearly spherical morphology with a uniform size of about 80 nm. However، the obtained functionalized silica nanoparticles were spherical (about 90 nm in diameter). Results showed that optimum adsorption of Cr and Cu contaminant obtained at 100 minutes، while the optimum amount of adsorbent for Cr and Cu were 125 and 100 mg respectively. The optimal concentration of Cr and Cu was 2 mg/l. The correlation coefficients of adsorption isotherms of Cr (R2Langmuir =0.9946) and Cu (R2Langmuir =0.999) showed the good agreement between the adsorption data and Langmuir model. Conclusion: The study showed that the silica nanoparticles can be produced using agricultural waste as a inexpensive and environmentally friendly method and can be used to removing of contaminants from the aquatic environment.