حذف فلز روي از محلول هاي آبي با استفاده از نانو ذرات دي اكسيد منگنز

Removal of Zinc from Aqueous Solutions Using Manganese Dioxide Nanoparticles

زمينه و هدف: آلودگي آب به فلزات سنگين يكي از معضلات مهم زيست محيطي است. هدف از اين پژوهش بررسي ميزان حذف فلز روي از محلول هاي آبي با استفاده از نانو ذرات دي اكسيد منگنز بود. روش بررسي: ابتدا نانو ذرات دي اكسيد منگنز به روش ترسيب الكتروشيميايي كاتدي سنتز گرديد و تاثير پارامترهاي pH، زمان تماس، غلظت نانو ذرات و اثر غلظت اوليه بر فرآيند جذب روي در سيستم ناپيوسته مورد بررسي قرار گرفت. جهت شناسايي نانو ذرات دي اكسيد منگنز از پراش پرتو ايكس(XRD)، طيف سنج مادون قرمز(FT-IR) و ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) استفاده گرديد. ايزوترم هاي جذب لانگمير و فرندليچ و همچنين سينتيك هاي جذب فلز روي توسط جاذب نانو ذرات دي اكسيد منگنز بر اساس مدل هاي شبه مرتبه اول و شبه مرتبه دوم بررسي شد. يافته ها: تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي نشان داد كه اندازه اين ذرات 30 تا 50 نانومتر است. نتايج نشان داد كه با افزايش pH، درصد حذف و ظرفيت جذب روي افزايش يافت و در pH 6 به حداكثر خود يعني 90/4 درصد رسيد. افزايش زمان تماس و ميزان جاذب باعث افزايش راندمان جذب شد. در بررسي ايزوترم هاي جذب، داده هاي آزمايشي مطابقت بيشتري با مدل لانگمير نشان دادند. ظرفيت جذب لانگمير 285/71 ميلي گرم بر گرم بدست آمد. همچنين داده هاي بدست آمده در اين تحقيق براي جاذب نشان داد كه جذب روي از مدل سينتيك شبه مرتبه دوم تبعيت مي كند. بحث و نتيجه گيري: نتايج اين پژوهش نشان داد كه نانو ذرات دي اكسيد منگنز به عنوان جاذب مناسب توانايي بالايي در جذب فلز روي از محيط هاي آبي دارند.

Background and Objective: Water pollution with heavy metals is one of the most important problems of environment. The objectives of this research were to synthesis Manganese dioxide nanoparticles and determining its efficiency in the removal of zinc from aqueous solutions. Method: In order to do this manganese dioxide nanoparticles were synthesized using cathode electrochemical deposition method and the effect of pH, contact time, MnO2 concentration and cadmium concentration on cadmium removal efficiency were investigated in a batch system. Scanning electron microscope (SEM), XRD and FT-IR were used to identify the characterization of synthesized manganese dioxide nanoparticles. Findings: SEM results showed that the diameter of the particles was 30 to 50 nm. The other results showed that the optimum pH value for adsorption was 6. Contact time enhancement and the concentration of absorbent are omitted because they make the efficiency boost. The adsorption capacity increased and the adsorption efficiency slightly increased with increasing concentration of zinc and reducing the concentration adsorbent. Experimental data were shown the best to follow Langmuir model. Langmuir adsorption capacity, was found to be 285/71 mgg−1. The results also showed that the absorption of zinc was obeyed from pseudo-second-order kinetic model. Discussion and Conclusion: The overall results showed that the use of manganese dioxide nanoparticles was a suitable method with high potential for removal of zinc from aqueous solutions.