بررسی کارایی برگ کاسنی به عنوان جاذب طبیعی در جذب یون کبالت از محلول‌های آبی و مقایسه عملکرد آن با جاذب مبتنی بر نانولوله‌های کربنی اصلاح شده

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان

گروه شیمی ، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

چکیده

در این مطالعه از پودر برگ کاسنی فرآوری شده به عنوان جاذب طبیعی برای حذف یون‌ کبالت از محیط‌های آبی استفاده شد. جاذب بومی فرآوری شده توسط چندین روش از جمله پراش پرتو ایکس (XRD) ، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) ، طیف سنجی تبدیل فوریه (FTIR)، تخلخل‌سنجی Brunauer-Emmet-Teller) BET) و آنالیزور اندازه ذرات (PSA) مشخصه‌یابی شد. مجموعه‌ای از آزمایشات برای تشخیص شرایط بهینه و بررسی اثرات پارامترهای مختلف مانند غلظت اولیه ، زمان تماس ، مقدار دوز جاذب، pH محلول و دما بر روی درصد جذب انجام شد. شرایط بهینه به دست آمده برای حذف کبالت عبارتند از: 8-6=pH ، زمان تماس 20 دقیقه، دوز جاذب 20 میلی گرم و غلظت اولیه 15 (میلی گرم در لیتر). داده‌های جذب نشان داد که روند جذب با ایزوترم لانگمویر سازگارتر است. داده‌های سینتیکی با مدل شبه مرتبه دوم با ضریب همبستگی معتبر مطابقت داشتند. محاسبه مقادیر ترمودینامیکی نشان داد که روند جذب به صورت خودبخودی، با کاهش آنتروپی و گرمازا است. در نهایت جاذب معرفی شده با جاذب قوی مانند نانولوله کربنی که با نانوذرات نقره دوپه شده بود (Ag2O-MWCNT) مقایسه شد. شرایط بهینه برای حذف یون کبالت توسط جاذب سنتزی فرآوری شده عبارت بودند از: غلظت اولیه 10 میلی گرم در لیتر ، زمان تماس 40 دقیقه ، مقدار جاذب 30 میلی گرم و 7=pH. داده‌های جذب نشان داد که فرایند جذب برای یون کبالت با ایزوترم فروندلیچ سازگار است. داده های سینتیکی با مدل شبه مرتبه دوم با ضریب همبستگی معتبر مطابقت داشتند. محاسبه مقادیر ترمودینامیکی نشان داد که روند جذب به صورت خودبخودی و گرما زا بوده است. نتایج این مقایسه نشان می‌دهد جاذب طبیعی معرفی شده حتی بهتر از جاذب سنتزی و گران قیمت عمل می‌کند و در صورتی که فراوری‌ها و اصلاحات بیشتری بر روی این جاذب انجام گیرد،چشم‌انداز امیدوارکننده‌ای را فراهم می‌کند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات