نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران

نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران

جذب سطحی یون سیانید با نانوجاذب زئولیت کلینوپتیلولیت

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان
اعظم السادات قرقچیان 1
حسین محمدی منش 1
سید رضا فانی 2
محسن حکیمی 3
1 دانشکده شیمی، مجتمع علوم، دانشگاه یزد، یزد، ایران
2 بخش تحقیقات گیاه‌پزشکی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان یزد، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، یزد، ایران
3 دانشکده فیزیک، مجتمع علوم، دانشگاه یزد، یزد، ایران
چکیده
سیانید از جمله مواد سمی است که در پساب بسیاری از صنایع وجود دارد و راه‌های متفاوتی برای کاهش آن بررسی شده است، از جمله می‌توان به روش‌های اکسایش با ازن، تخریب با تابش پرتو فرابنفش، کلردار کردن قلیایی و تخریب با استفاده از پراکسید هیدروژن اشاره کرد. هر کدام از این روش‌ها دارای معایب و برتری‌های گوناگونی هستند اما از میان آن‌ها، جذب سطحی یک روش مؤثر و کارآمد محسوب می‌شود. از طرفی زئولیت‌ها که آلومینوسیلیکات بلورین و آبدار فلزهای قلیایی و قلیایی خاکی هستند، توانایی جذب کاتیون‌ها و آنیون‌ها را دارد. در این پژوهش، جذب سطحی یون‌ سیانید از محلول‌های آبی با استفاده از زئولیت و عامل‌های مؤثر بر آن مورد مطالعه قرار گرفته است. برای تهیه محلول سیانید بر اساس روش استاندارد از نمک سدیم سیانید و برای تنظیمpH   از محلول‌های 1/0 مولار هیدروکلریدریک اسید و سدیم هیدروکسید استفاده شد. در این پژوهش، به بررسی عامل‌های اثر  pH اولیه محلول، اثر غلظت اولیه محلول، اثر مقدار جاذب، اثر زمان تماس و اثر دما بر جذب سطحی یون‌های سیانید با نانوجاذب زئولیت کلینوپتیلولیت پرداخته شد و پس از بررسی‌های انجام شده مقدارهای بهینه و مناسب هر یک از پارامترهای مؤثر (6pH=، غلظت اولیه محلول یون سیانید 150 میلی‌گرم در لیتر، مقدارجاذب یک گرم بر لیتر، زمان تماس 60 دقیقه و دما 22 درجه سلسیوس) که بیش‌ترین مقدار درصد جذب یون سیانید را دارا می‌باشد به‌دست آمد. تحت این شرایط بهینه، بیش‌ترین درصد جذب آنیون سیانید بر روی نانوجاذب زئولیت کلینوپتیلولیت 85 درصد به‌دست آمد. همچنین به بررسی رابطه بین داده‌های تجربی و معادله هم‌دماهای لانگمویر، فروندلیچ و تمکین پرداخته شد. مقدارR2  برای هم‌دماهای لانگمویر، فروندلیچ و تمکین به ترتیب 8337/0، 9837/0 و 99/0 به‌دست آمد که نشان می‌دهد بین داده‌های تجربی و هم‌دمای تمکین تطابق بیش‌تری نسبت به دو هم‌دمای دیگر وجود دارد.
کلیدواژه‌ها
جذب سطحی
آنیون سانید
نانوجاذب زئولیت کلینوپتیلولیت
هم‌دما

موضوعات

[1] Hasan S.H., Srivastava P., Batch and Continuous Biosorption of Cu2+ by Immobilized Biomass of Arthrobacter sp., Journal of Environmental Management, 90: 3313-3321 (2009).  
[2] Malakootian M., Yousefi N., Fatehizadeh A., Survey Efficiency of Electrocoagulation on Nitrate Removal from Aqueous Solution, Journal of Environmental Science & Technology, 8: 107-114 (2011).
[3] Muthukumaran K., Beulah S., Removal of Chromium (VI) from Wastewater Using Chemically Activated Syzygium Jambolanum Nut Carbon by Batch Studies, Journal of Procedia Environmental Sciences, 4: 266-280 (2011).
[4] Mahvi A.H., Mohammadi M.J., Vosoughi M., Zahedi A., Hashemzadeh B., Asadi A., Pourfadakar S., Sodium Dodecyl Sulfate Modified-zeolite as a Promising Adsorbent for the Removal of Natural Organic Matter from Aqueous Environments,  Journal of Health Scope, 5: 11-18 (2016).
[5] Fu F., Wang Q., Removal of Heavy Metal Ions from Wastewaters: A Review, Journal of Environmental Management, 92: 407-418 (2011).
[6] Moussavi G., Majidi F., Farzadkia M., Influence of Operational Parameters on Elimination of Cyanide from Wastewater Using the Electrocoagulation Process, Journal of Desalination, 280: 127-133 (2011).
[7] Parga J.R., Vázquez V., Casillas H.M., Valenzuela J.L., Cyanide Detoxification of Mining Wastewaters with TiO2 Nanoparticles and its Recovery by Electrocoagulation, Journal of Chemical Engineering & Technology, 32: 1901-1908 (2009).
[8] Dash R.R., Gaur A, Balomajumder C., Cyanide in Industrial Wastewaters and its Removal: A Review on Biotreatment, Journal of Hazardous Materials, 163: 1-11 (2009).
[9] Liu Y., Ai K., Cheng X., Huo L., Lu L., Gold‐nanocluster‐based Fluorescent Sensors for Highly Sensitive and Selective Detection of Cyanide in Water, Journal of Advanced Functional Materials, 20: 951-956 (2010).
[10] Sobsey M., Bartram S., Water Quality and Health in the New Millennium: the Role of the World Health Organization Guidelines for Drinking-Water Quality, Journal of In Forum of nutrition, 56: 396-405 (2003).
[11] Han B, Shen Z, Wickramasinghe S.R., Cyanide Removal from Industrial Wastewaters Using Gas Membranes, Journal of membrane science, 257: 171-181 (2005).
[12] Gupta N., Balomajumder C., Agarwal V.K., Adsorption of Cyanide Ion on Pressmud Surface: A Modeling Approach. Journal of Chemical Engineering, 191: 548-556 (2012).
[13] Alver E., Metin, A. Ü., Anionic Dye Removal from Aqueous Solutions Using Modified Zeolite: Adsorption Kinetics and Isotherm Studies, Journal of Chemical Engineering, 15: 59-67 (2012).
[14] Chlopecka, A. and Adriano, D. C., Influence of Zeolite, Apatite and Fe-oxide on Cd and Pb Uptake by Crops, Journal of Science the Total Environment, 207: 195-206 (1997).
[15] Zorpas, A.A., Constantinides, T., Vlyssides, A.G., Haralambous, I., and Loizidou, M., Heavy Metal Uptake by Natural Zeolite and Metals Partitioning in Sewage Sludge Compost, Journal of Bioresource Technology, 72: 113-119 (2000).
[16] Kurama H., Çatalsarik T., Removal of Zinc Cyanide from a Leach Solution by an Anionic Ion-exchange Resin, Journal of Desalination, 129: 1-6 (2000).
[17] Adams M., Lloyd V., Cyanide Recovery by Tailings Washing and Pond Stripping, Journal of Minerals Engineering, 21: 501-508 (2008).
[18] سمیعی بیرق ع.، خدادادی ا.، عبدالهی م.، مشکینی م.، بررسی فرایند حذف سیانید از آب سد باطله کارخانه فرآوری طلای آقدره ـ تکاب با استفاده از کانی تالک، نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران، (3)31: 21 تا 32 (1391).
[19] مرجانی ا.، عبدالی ن.، حذف یون‌های روی و مس با زئولیت‌ها: مطالعه شبیه‌سازی دینامیکی مولکولی، نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران، (2)39: 1 تا 7 (1399).
[20] APHA AWWA, “WWF, Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater”, Washington. D.C, (2005).
[21] Nascimento M., Soares P.S.M., Souza V.P., Adsorption of Heavy Metal Cations Using Coal Fly Ash Modified by Hydrothermal Method, Journal of Fuel,  88: 1714-1719 (2009).
[22] Rani R.D., Sasidhar P., Sorption of Cesium on Clay Colloids: Kinetic and Thermodynamic Studies, Aquatic Geochemistry, 18(4): 281-296 (2012).
] 23 [اله ابدی ا.، رحمانی ثانی ا.، ساقی م.ح.، بهروزی خواه ح.، صادقی ش.، بهروزی خواه م.ر.، بررسی حذف سیانید از زائدات خطرناک با استفاده از نانوذره‌های آهن، مجله علمی - پژوهشی دانشگاه علوم پزشکی سبزوار، (1)26: 63 تا 71 (1398).
] 24[ نوروزی ر.، نوری سپهر م.، ضرابی م.، جذب سیانید از محیط‌های آبی با استفاده از نانوذره‌های هیدروکسی آپاتیت مغناطیسی سنتز شده به روش هیدروترمال: مطالعه سینتیک و ثابت های تعادل، سلامت و بهداشت، (۴)5: ۲۷۵-۲۸۸ (۱۳۹۳).
[25] Naeem S., Zafar U., Adsorption Studies of Cyanide (CN)− on Alumina, Pakistan Journal of Analytical & Environmental Chemistry, 10(1): 83-87 (2009).
] 26[ سمیعی ع.، خدادادی ا.، عبداللهی م.، بررسی جذب سیانید بر روی کربن فعال از آب سد باطله کارخانه فراوری طلای آقدره تکاب، دهمین کنگره ملی مهندسی شیمی ایران، زاهدان (1384).
[27] Barakat M.A., Chen Y.T., Huang C.P., Removal of Toxic Cyanide and Cu (II) Ions from Water by Illuminated TiO2 Catalyst, Applied Catalysis B: Environmental, 53(1): 13-20 (2004).