تأثیر اصلاح شیمیایی و پارامترهای عملیاتی در جذب کادمیم با زئولیت

نوع مقاله: علمی-پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی معدن و متالورژی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران ، ایران

2 دانشکده مهندسی معدن و متالورژی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

چکیده

زئولیت به عنوان یکی از جاذب‌های طبیعی در جذب فلزهای سنگین استفاده می‌شود. فعال‌ سازی زئولیت‌های طبیعی با مواد گوناگون موجب افزایش ظرفیت جذب فلزهای سنگین این نوع جاذب‌ها می‌شود بدین منظور در این پژوهش از محلول سدیم کلرید و آمونیم کلرید برای اصلاح شیمیایی زئولیت طبیعی استفاده شد. طبق نتیجه­ های به­ دست آمده، زئولیت‌های اصلاح شده بi وسیله سدیم کلرید بالاترین توانایی جذب کادمیم را دارند. نتیجه تأثیر دانه‌بندی بر جذب نشان داد که افزایش جذب سطحی همزمان با کاهش اندازه ­ها را می‌توان با مشارکت تبادل یونی به همراه جذب سطحی داخلی یا خارجی توجیه نمود. همچنین در این مطالعه، تاثیر پارامترهای گوناگون بر جذب کادمیم توسط زئولیت اصلاح شده با سدیم کلرید، به کمک طراحی آزمایش آماری ترکیب مرکزی (CCD) بررسی شده است. تأثیر پارامترهایی مانند pH، زمان و دما به کمک ابزارهایی مانند نمودارهای سه بعدی و تحلیل واریانس در این مطالعه ارزیابی شد. با توجه به نتیجه­ها، طبفه‌بندی  اهمیت تاثیر متغیرهای گوناگون بر حذف کادمیم، به ­صورت زمان آزمایش < دمای واکنش < غلظت فلز < میزان pH  است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Chen C., Cheng T., Shi Y., Tian Y., Adsorption of Cu(II) from Aqueous Solution on Fly Ash Based Linde F (K) Zeolite, Iranian Journal of Chemistry and Chemical Engineering (IJCCE), 33: 29-35 (2014).
[2] Borba C., Guirardello R., Silva E., Veit M.T., Tavares C., Removal of nickel(II) ions from Aqueous Solution by Biosorption in a Fixed Bed Column: Experimental and Theoretical Breakthrough Curves, Biochemical Engineering Journal, 30: 184-191 (2006).
[3] Irannajad M., Kamran Haghighi H., Safarzadeh E., Development of kinetic and Equilibrium Models for Removal of Cd2+ and Zn2+ Ions from Aqueous Solutions by Clinoptilolite, Environmental Progress & Sustainable Energy, 35(3): 633-641 (2015).
[4] Kesraoui‐Ouki S., Cheeseman C.R., Perry R., Natural Zeolite Utilisation in Pollution Control: A Review of Applications to Metals' Effluents, Journal of Chemical Technology and Biotechnology, 59: 121-126 (1994).
[5] اهالی آباده، زهرا؛ ایران نژاد، مهدی، بررسی مدل­های سینتیکی و هم دمایی حذف کادمیم از محلول‌های آبی با کامپوزیت زئولیتی ـ آهنی، نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران، 35: 99 تا 111 (2016).
[6] Kalhor M., Seyedzade Z., Ni@zeolite-Y Nano-Porous: Preparation and Application as a High Efficient Catalyst for Facile Synthesis of Quinoxaline, Pyridopyrazine and Indoloquinoxaline Derivatives, Iranian Journal of Chemistry and Chemical Engineering (IJCCE), 38: 27-41 (2018).
[7] Park H.G., Kim T.W., Chae M.Y., Yoo I.-K., Activated Carbon-Containing Alginate Adsorbent for the Simultaneous Removal of Heavy Metals and Toxic Organics, Process Biochemistry, 42: 1371-1377 (2007).
[8] Yousefpour M., Modelling of Adsorption of Zinc and Silver Ions on Analcime and Modified Analcime Zeolites Using Central Composite Design, Iranian Journal of Chemistry and Chemical Engineering (IJCCE), 36(4): 81-90 (2017).
[9] Cakicioglu-Ozkan F., Ulku S., The Effect of HCl Treatment on Water Vapor Adsorption Characteristics of Clinoptilolite Rich Natural Zeolite, Microporous and Mesoporous Materials, 77: 47-53 (2005).
[10] Gedik K., Imamoglu I., Affinity of Clinoptilolite‐Based Zeolites towards Removal of Cd from Aqueous Solutions, Separation Science and Technology, 43: 1191-1207 (2008).
[11] Langella A., Pansini M., Cappelletti P., de Gennaro B., de Gennaro M., Colella C., NH4+, Cu2+, Zn2+,Cd2+ and Pb2+ Exchange for Na+ in a Sedimentary Clinoptilolite, Microporous and Mesoporous Materials, 37: 337-343 (2000).
[12] Alloway B.J., Ayres D.C., Chemical Principles of Environmental Pollution, Water, Air, & Soil Pollution, 102: 216-218 (1998).
[13] Baker H.M., Massadeh A.M., Younes H.A., Natural Jordanian Zeolite: Removal of Heavy Metal Ions from Water Samples Using Column and Batch Methods, Environmental Monitoring and Assessment, 157: 319-330 (2009).
[14] Bosso S., Enzweiler J., Evaluation of Heavy Metal Removal from Aqueous Solution onto Scolecite, Water Research, 36: 4795-4800 (2002).
[15] Su C.-T. "Quality Engineering: Off-Line Methods and Applications", CRC Press, Boca Raton, (2013).
[16] Erdem E., Karapinar N., Donat R., The Removal of Heavy Metal Cations by Natural Zeolites, Journal of Colloid and Interface Science, 280: 309-314 (2004).
[17] Trgo M., Perić J., Interaction of the Zeolitic Tuff with Zn-Containing Simulated Pollutant Solutions, Journal of Colloid and Interface Science, 260: 166-175 (2003).
[18] Shibata W., Seff K., Pb2 Exchange Isotherms for Zeolite Na-X at pH 5, 6, and 7, Zeolites, 19: 87-89 (1997).
[19] Wingenfelder U., Nowack B., Furrer G., Schulin R., Adsorption of Pb and Cd by Amine-Modified Zeolite, Water Research, 39: 3287-3297 (2005).
[21] Veitha G.S., On the use of the Langmuir Equation in the Interpretation of "Adsorption" Phenomen, Soil Science Society of America Journal, 41: 497-502 (1977).