بررسی ویژگی‌های جذب سطحی فلز نیکل با استفاده از سه جاذب nZVI، D-nZVI و کانی دیاتومه

نوع مقاله: علمی-پژوهشی

نویسندگان

1 تهران، دانشگاه تربیت مدرس، دانشکده فنی و مهندسی، گروه فرآوری مواد معدنی، صندوق پستی 1111-14115

2 تهران، دانشگاه تربیت مدرس، دانشکده فنی و مهندسی، گروه نانومواد، صندوق پستی :143-14115

چکیده

در سال‌ های اخیراز نانوذره‌ های آهن صفر ظرفیتی(nZVI) برای پاک ‌سازی آب‌های زیر زمینی استفاده شده است؛ اما به‌دلیل برخی از ویژگی‌ ها، از جمله ناپایداری و تجمع ‌یافتگی، بازیابی و صاف کردن آن‌ها، استفاده از آن‌ها با محدودیت‌ هایی رو به‌ رو است. استفاده از کانی‌ ها به عنوان بستر و پوشش آن‌ها به ‌وسیله نانوذره‌ ها به عنوان راه‌ حلی برای غلبه بر این محدودیت‌ ها مطرح می‌ باشد. در این پژوهش، nZVI بر روی بستر دیاتومه نشانده شده (D-nZVI) و قابلیت حذف فلز نیکل از محلول آبی با  nZVI خالص و کانی دیاتومه مقایسه شده است. برای شناسایی مواد تهیه شده از آنالیز SEM، XRD، EDAXو BET استفاده شد. عامل‌ های مؤثر بر جذب مانند pH، مقدار جاذب، مقدار غلظت اولیه فلز و زمان تماس بررسی شد. هم ‌دماهای لانگمویر و فرندلیچ برای مشخص کردن پارامترهای جذب استفاده شدند که مدل لانگمویر تطابق بهتری نشان داد. در pH بهینه 7، ظرفیت جذب سه جاذب nZVI، و D-nZVI و کانی دیاتومه به‌ترتیب 67/66، 67/166 و 16/13 به‌ دست آمد. برای بررسی سینتیک واکنش از مدل شبه مرتبه دوم استفاده شد که بر اساس آن دیاتومه کمترین میزان جذب و نرخ جذب اولیه را از خود نشان داد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Zhao M., Duncan J., Van Hille R., Removal and Recovery of Zinc from Solution and Electroplating Effluent Using Azolla Filiculoides, Water Research, 33(6): 1516-1522 (1999).

[2] Zafar M.N., Abbas I., Nadeem R., Sheikh M.A., Ghauri M.A., Removal of Nickel onto Alkali Treated Rice Bran, Water, Air, & Soil Pollution, 197(1): 361-370 (2009).

[3] Meena A.K., Mishra G.k., Rai P.K., Rajaqopal C., Naqar P.N., Removal of Heavy Metal Ions from Aqueous Solutions Using Carbon Aerogel as An Adsorbent, Journal of Hazardous Materials, 122(1-2): 161-170 (2005).

[4] Sharma Y.C., Srivastava V., Upadhaya S.N., Weng C.H., Alumina Nanoparticles for the Removal of Ni (II) from Aqueous Solutions, Industrial & Engineering Chemistry Research, 47(21): 8095-8100 (2008).

[5] علیزاده، رضا؛ عابدینی، سوده؛ نبی بیدهندی، غلامرضا؛ عموعابدینی، قاسم؛ حذف فلز سرب از پساب صنایع باتری­سازی با استفاده از نانوذرات مغناطیسی آهن، نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران، (1)30: 71 تا 77 (1390).

[6] Huber D.L., Synthesis, Properties, and Applications of Iron Nanoparticles, Small, 1(5): 482-501 (2005).

[7] Üzüm Ç., Shahwan T., Eroglu A.E., Hallam K.R., Scott T.B., Lieberwirth I., Synthesis and Characterization of Kaolinite-Supported Zero-Valent Iron Nanoparticles and Their Application for the Removal of Aqueous Cu2+ and Co2+ Ions, Applied Clay Science, 43(2): 172-181 (2009).

[8] Zhang X., Lin S., Lu X., Chen Z., Removal of Pb (II) from Water Using Synthesized Kaolin Supported Nanoscale Zero-Valent Iron, Chemical Engineering Journal, 163(3): 243-248 (2010).

[9] Shi L., Zhang X., Chen Z., Removal of Chromium (VI) from Wastewater Using Bentonite-Supported Nanoscale Zero-Valent Iron, Water Research, 45(2): 886-892 (2011).

[10] Chen Z.-x., Jin X.-Y, Chen Z., Megharaj M., Naidu R.,  Removal of Methyl Orange from Aqueous Solution Using Bentonite-Supported Nanoscale Zero-Valent Iron, Journal of Colloid and Interface Science, 363(2): 601-607 (2011).

[11]Allen S., Koumanova B., Decolourisation of Water/Wastewater Using Adsorption, Journal of the University of Chemical Technology and Metallurgy, 40(3): 175-192 (2005).

[12] Korunic Z., Review Diatomaceous Earths, a Group of Natural Insecticides, Journal of Stored Products Research, 34(2-3): 87-97 (1998).

[13] Al-Degs Y., Khraisheh M., Tutunji M., Sorption of Lead Ions on Diatomite and Manganese Oxides Modified Diatomite, Water Research, 35(15): 3724-3728 (2001).

[14] Sljivic M., Smicikl I., Pejanovic S., Plec I., Comparative Study of Cu2+ Adsorption on a Zeolite, a Clay and a Diatomite from Serbia, Applied Clay Science, 43(1): 33-40 (2009).

[15] Khraisheh M.A.M., Al-degs Y.S., Mcminn W.A.M., Remediation of Wastewater Containing Heavy Metals Using Raw and Modified Diatomite, Chemical Engineering Journal,. 99(2): 177-184 (2004).

[16] Aytaş Ş., Akyil S., Aslani M.A.A., Aytekin U., Removal of Uranium from Aqueous Solutions by Diatomite (Kieselguhr), Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 240(3): 973-976 (1999).

[17] Osmanlioglu A.E., Natural Diatomite Process for Removal of Radioactivity from Liquid Waste, Applied Radiation and Isotopes, 65(1): 17-20 (2007).

[18] Efecan N., Shahwan T., Eroglu A.E., Lieberwith I., Characterization of the Uptake of Aqueous Ni2+ Ions on Nanoparticles of Zero-Valent Iron (nZVI), Desalination, 249(3): 1048-1054 (2009).

[19] Sun Y.P., Li X.Q., Cao J., Zhang W.X., Wang H.P., Characterization of Zero-Valent Iron Nanoparticles, Advances in Colloid and Interface Science, 120(1): 47-56 (2006).

[20] Tratnyek P.G., Johnson R.L., Nanotechnologies for Environmental Cleanup, Nano Today, 1(2): 44-48 (2006).

[21] Liu Y, Majetich S.A., Tilton R.D., Sholl D.S., Lowry G.V., TCE Dechlorination Rates, Pathways, and Efficiency of Nanoscale Iron Particles with Different Properties, Environmental Science & Technology, 39(5): 1338-1345 (2005).

[22] Dong L., Zhiliang Z., Yanling Q., Jianfu Z., Removal of Lead from Aqueous Solution by Hydroxyapatite/Magnetite Composite Adsorbent, Chemical Engineering Journal, 165(3): 827-834 (2010).

[23] Gupta V.K., Jain C.K., Ali I., Sharma M., Saini V.K., Removal of Cadmium and Nickel from Wastewater Using Bagasse Fly Ash-A Sugar Industry Waste, Water Research, 37(16): 4038-4044 (2003).

[24] Malkoc E., Nuhoglu Y., Investigations of Nickel (II) Removal from Aqueous Solutions Using Tea Factory Waste, Journal of Hazardous Materials, 127(1): 120-128 (2005).

[25] Shukla S.S., Yu L.J., Dorris K.L., Shukla A., Removal of Nickel from Aqueous Solutions by Sawdust, Journal of Hazardous Materials, 121(1): 243-246 (2005).

[26] Srivastava V.C., Mall I.D., Mishra I.M., Competitive Adsorption of Cadmium (II) and Nickel (II) Metal Ions from Aqueous Solution onto Rice Husk Ash, Chemical Engineering and Processing: Process Intensification, 48(1): 370-379 (2009).