بررسی سینتیک و هم دمای جذب بور از نمونه آب توسط جاذب کلینوپتیلولیت طبیعی و کلینوپتیلولیت اصلاح شده با سولفوریک اسید

نوع مقاله: علمی-پژوهشی

نویسندگان

1 تهران، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران شمال، باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان

2 مالزی، جوهور باهرو، دانشگاه صنعتی مالزی، دانشکده مهندسی شیمی

3 تهران، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران شمال، دانشکده علوم و فنون دریایی

چکیده

یکی از نگرانی های عمده صنعتی، سمیت فلزهای سنگین مانند بور در پساب صنایع پتروشیمی می ­باشد. در این پژوهش مقایسه ای بین کلینوپتیلولیت طبیعی و اصلاح شده با سولفوریک اسید به عنوان جاذب ارزان قیمت برای حذف بور از محیط آبی صورت گرفت. نتیجه ­ها نشان می­دهد که کلینوپتیلولیت اصلاح شده تمایل بیش­تری به جذب بور در مقایسه با کلینوپتیلولیت اصلاح نشده دارد. همچنین پارامترهایی چون غلظت اولیه بور، اندازه ذره ­های جاذب، مقدار جاذب و pH محیط مایع با روش تماس مستقیم جاذب و محلول دارای آلاینده بور بر میزان جذب مؤثر است. مقدار بهینه جذب بور توسط کلینوپتیلولیت اصلاح شده در pH برابر 8 به دست آمد. همچنین زمان تماس 240 دقیقه زمان تعادل بین جاذب و جذب شونده و میزان جاذب 480 گرم بر لیتر مقدار بهینه کلینوپتیلولیت اصلاح شده برای به­ دست آوردن بیش ­ترین راندمان جذب مناسب تشخیص داده شد. درصد حذف بور توسط کلینوپتیلولیت اصلاح شده در شرایط بهینه %35/92 می­ باشد. بنابراین کلینوپتیلولیت اصلاح شده با سولفوریک اسید پتانسیل بالایی برای استفاده در تصفیه خانه های پساب صنعتی دارد. همچنین از بین سه مدل هم­دمای مورد بررسی شامل مدل لانگمویر، فرندلیچ و دوبینین ـ رادوشکویچ مدل فرندلیچ جذب بور را بر روی جاذب کلینوپتیلولیت اصلاح شده به خوبی توصیف نمود. مدل های سینتیکی جذب بور بر روی جاذب کلینوپتیلولیت طبیعی و کلینوپتیلولیت اصلاح شده بر اساس مدل های نوع اول کاذب، نوع دوم کاذب و مدل نفوذ ذره ای بررسی شد که مدل درجه دوم کاذب مطابقت بیش­ تری با داده های آزمایشگاهی داشت و به عنوان مدل سینتیکی این فرایند معرفی شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Maleki A., Zarasvand M.A., Heavy Metals in Selected Edible Vegetables and Estimation of their Daily Intake in Sanandaj, Iran., Southeast Asian Journal of Tropical Medicine and Public Health, 39: 335-340 (2008).

[2] احمدی اسبچین، سلمان؛ پوربابایی، احمدعلی؛ آندره، ایو، بررسی فرایند جذب زیستی همزمان دو فلز روی / نیکل به وسیله جلبک قهوه ای فوکوس سراتوس، نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران، 32 (1): 85 تا 92 (1392)

[3] Quintelas C., Fernandes B., Castro J., Figueiredo H., Tavares T., Biosorption of Cr(VI) by a Bacillus Coagulans Biofilm Supported on Granular Activated Carbon (GAC), Chemical Engineering Journal, 136: 195–203 (2008).

[4] Lameiras S., Quintelas C., Tavares T., Biosorption of Cr (VI) Using a Bacterial Biofilm Supported on Granular Activated Carbon and on Zeolite, Bioresource Technology, 99:801–806 (2008).

[5] Sherman E., Weston G.J., “Chemistry of the Non-Metallic Elements”, Pergamon Press, New York (1966).

[6] Lide D.R., “Handbook of Chemistry and Physics” 81st ed., CRC press (2004).

[7] Pfaender H.G., “Schott Guide to Glass”, Springer. p. 122. (1996).

[8] بیگم مختاری حسینی، زهرا؛ شنوائی زارع، تکتم؛ کمالی فر، یونس، حذف کربن دی اکسید از گاز دودکش کارخانه سیمان توسط کلینوپتیلولیت طبیعی منطقه سبزوار، نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران، (2)34: 63 تا 72 (1394)

[9] اصیلیان، حسن؛ خوانین، علی؛ حمود، ایمن، نمونه برداری بنزن از هوا توسط زئولیت طبیعی و اصلاح شده ایرانی (با هدف جایگزینی به جای کربن فعال)، نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران، (3)29: 147 تا 156 (1389).

[10] ملکی، افشین، بررسی توانایی زئولیت اصلاح شده با اسید برای جذب کادمیوم در محیط آبی، مجله دانشگاه علوم پزشکی مازندران، (86) 21: 75 تا 84 (1390)

[11] Shamsul I., Mohd H.S.I., Lee Y.C., Removal of Boron and Arsenic from Petrochemical Wastewater Using Zeolite as Adsorbent, From Sources to Solution, 79: 439-443 (2014)

[12] Li Z., Willms A.C., Kniola K., Removal of Anionic Contaminants Using Surfactant-Modified Palygorskite and Sepiolite, Clays Clay Miner, 5: 445-451 (2003)

[13] Bowman R.S., Sulivan E.J., Li Z., Uptake of Cations, Anions and Nonpolar Organic Molecules by Surfactant Modified Clinoptilolite- Rich Tuff In: Colella C, Mumpton FA, Editors. "Natural Zeolite for the Third Millennium", Naples, Italy: De Frede Editore,p. 287-297 (2000).

[14] Panuccio M.R., Sorgona A., Rizzo M., Cacco G., Cadmium Adsorption on Vermiculite, Zeolite and Pumice: Batch Experimental Studies, J Environ Manage, 90(1): 364-374 (2009)

[15] Panneerselvam P., Thinakaran N., Thiruvenkataravi K.V., Palanichamy M., Sivanesan S., Phosphoric Acid Modified-Y Zeolites: A Novel, Efficient and Versatile Ion Exchanger, J Hazard Mater, 159(2-3): 427-434 (2008)

[16] Vasylechko V.O., Gryshchouk G.V., Kuzma Y.B., Zakordonskiy V.P., Vasylechko L.O., Lebedynets L.O., Kalytovs’ka M.B., Adsorption of Cadmium on Acid Modified Transcarpathian Clinoptilolite, Micropor Mesopor Mat, 60 (1-3): 1-302 (2003)

[17] Budinova, T.k., Petrov N.V., Minkova V.N., Gergova K.M., Removal of Metal Ions from Aqouse Solution by Activated Carbon Obtain from Different Raw Materiais, Tech Biotechnology, 60: 177-182 (1994)

[18] Dang V.B.H., Doan H.D., Dang-Vu T., Lohi A., Equilibrium and Kinetics of Biosorption of Cadmium(II) and Copper(II) Ions by Wheat Straw, Bioresource Technology, 100: 211-219 (2009).

[19] Nadavala S.K., Swayampakula K., Boddu V.M., Abburi K., Biosorption of Phenol and o-Chlorophenol from Aqueous Solutions on to Chitosan-Calcium Alginate Blended Beads, Journal of Hazardous Materials, 162: 482-489 (2009)

[20] گلبابایی، فریده؛ قهری، اصغر؛ صعودی، محمدرضا؛ رحیمی فروشانی، عباس؛ تیرگر، آرام، مطالعه های تعادل و سینتیک جذب زیستی کروم شش ظرفیتی از محلول های آبی با استفاده از دانه های پلیمر زانتان B82، نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران، (2)30: 11 تا 24 (1390)

[21] Alzaydien A.S., Manasreh W., Equilibrium, Kinetic and Thermodynamic Studies on the Adsorption of Phenol Onto Activated Phosphate Rock, International Journal of Physical Sciences, 4: 172-181 (2009)

[22] Panuccio M.R., Sorgona A., Rizzo M., Cacco G., Cadmium Adsorption on Vermiculite, Zeolite and Pumice: Batch Experimental Studies, Journal of Environmental Management, 90: 364-374 (2009).

[23] Wan Ngah W.S., Hanafiah M., Adsorption of Copper on Rubber (Hevea Brasiliensis) Leaf Powder: Kinetic, Equilibrium and Thermodynamic Studies, Biochemical Engineering Journal, 39: 521-530 (2008)

[24] Quintelas C., Fonseca B., Silva B., Figueiredo H., Tavares T., Treatment of Chromium(VI) Solutions in a Pilot-Scale Bioreactor Through a Biofilm of Arthrobacter Viscosus Supported on GAC, Bioresource Technology, 100: 220–226 (2009)

[25] Akhtar K., Akhtar M.W., Khalid A.M., Removal and Recovery of Uranium from Aqueous Solutions by Trichoderma Harzianum, Water Research, 41: 1366-1378 (2007)

[26] Hii S.L., Yong S.Y., Wong C.L., Removal of rhodamine B from Aqueous Solution by Sorption on Turbinaria Conoides (Phaeophyta), Journal of Applied Phycology, 21: 625-31 (2009)