چکیده
زمینه و هدف: امروزه از روشهاي مختلفی براي حذف فلزات سنگین از منابع آب استفاده میشود که فرآیند جذب سطحی یکی از
آنها میباشد. نانوذرات گرافناکساید بهدلیل پتانسیل بالا، ظرفیت جذب و سطح ویژه بالا، مورد توجه میباشد. این مطالعه، با هدف
بررسی کارایی نانوذرات گرافناکساید در حذف کروم و سرب از محلولهاي آبی انجام گرفت..
مقدار جاذب، دما و زمانهاي مختلف ،pH ، روش تحقیق: این مطالعه از نوع تجربی بود. در این پژوهش، اثرات غلظت اولیه آلاینده
بر راندمان حذف کروم و سرب از محلولهاي آبی توسط گرافناکساید مورد بررسی قرار گرفت.
با غلظت اولیه pH= با غلظت اولیه 4میلیگرم در لیتر و براي کروم در 3 pH= یافتهها: بیشترین درصد حذف، براي سرب در 9
0گرم و در زمان تماس 15 دقیقه / 3میلیگرم در لیتر رخ داد؛ همچنین بیشترین راندمان جذب براي سرب و کروم در جرم جاذب 01
42 درصد بهدست آمد. نتایج نشان داد، جذب سرب و کروم از ایزوترم فروندلیچ پیروي میکنند. نتایج / بهترتیب برابر: 90 درصد و 32
حاصل از بررسی ترمودینامیک واکنش نیز نشان داد که واکنش حذف کروم، از لحاظ دمایی از نوع واکنشهاي گرمازا و واکنش حذف
سرب از نوع واکنشهاي گرماگیر میباشد.
نتیجهگیري: جاذب گرافناکساید عملکرد خوبی در حذف دو آلاینده مهم کروم و سرب از منابع آبی و پساب فاضلاب دارد.
واژههاي کلیدي: گرافناکساید؛ کروم؛ سرب؛ ایزوترم جذب؛ ترمودینامیک
.38-27 :(1) 22 ؛ مجله علمی دانشگاه علوم پزشکی بیرجند. 1394
1394/03/ 1393 پذیرش: 03 /11/ دریافت: 17
١ نویسنده مسؤول؛ استادیار، گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت و عضو مرکز تحقیقات عوامل اجتماعی موثر بر سلامت، دانشگاه علوم پزشکی بیرجند، بیرجند، ایران؛
آدرس: بیرجند- خیابان غفاري- دانشگاه علوم پزشکی بیرجند- دانشکده بهداشت- گروه مهندسی بهداشت محیط
Al.naghizadeh@yahoo.com : 056 پست الکترونیکی - 056 نمابر: 32440117 - تلفن: 32395346
٢ دانشجوي کارشناسی ارشد مهندسی بهداشت محیط، عضو کمیته تحقیقات دانشجویی، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی بیرجند، بیرجند، ایران.
www.SID.ir
Archive of SID
بررسی کارایی نانوذرات گرافناکساید در حذف کروم و سرب از محلولهاي آبی علی نقیزاده و فاطمه مؤمنی
28
مقدمه
فلزات سنگین، ازجمله آلایندههاي زیستمحیطی هستند
که مواجهه انسان با آنها از طریق آب و مواد غذایی، میتواند
مسمومیتهاي مزمن و حاد خطرناکی ایجاد نماید. آلودگی آب
با فلزات سنگین، یک مشکل موجود و درحالتوسعه در جهان
است. فلزات سنگین مثل: سرب، مس، کادمیم، روي و نیکل،
ازجمله بیشترین آلودگیهاي عمومی هستند که در
فاضلابهاي صنعتی یافت میشوند. آژانس حفاظت از
محیطزیست ایالاتمتحده، حد مجاز کروم در آبهاي
50 ) و براي سرب ppb) 0میلیگرم بر لیتر / سطحی را 05
.( 10 ) تعیین کرده است ( 1 ppb) 0/1 میلیگرم بر لیتر
روشهاي مختلفی براي حذف فلزات سنگین از محلولهاي
آبی بهکار رفته است که از آن جمله میتوان به تبادل یون،
جذب سطحی، اسمز معکوس، الکترودیالیز، تبخیر غلظتی،
حذف زیستی، استخراج حلال، لختهشدن و فرآیند تفکیک
پیوسته اشاره نمود. درحال حاضر بهدلایل اقتصادي و فنّی،
این روشها اغلب در داخل و خارج از کشور پذیرفته نیستند.
روش جذب سطحی بهدلیل کارایی و کاربرد آسان، در
سالهاي اخیر مورد توجه زیادي قرار گرفته است. عملکرد
،pH : فرآیند جذب سطحی، به پارامترهاي مختلفی ازجمله
دما، نوع و غلظت جاذب مورد استفاده و نوع ماده آلی یا
.(3 ، معدنی بستگی دارد ( 2
در بین جاذبها، نانوذرات گرافناکساید بهدلیل پتانسیل
بالا، ظرفیت جذب و سطح ویژه بالایی که دارند، براي حذف
فلزات سنگین از آب مورد استفاده قرار میگیرند ( 3). گرافن،
یک ماده دوبعدي کریستالی است که در سالهاي اخیر
شناسایی و تحلیل شده است. صفحهاي ورقهايشکل
بهضخامت اتم کربن را گرافن تکلایه مینامند. صفحات
گرافن، با کنار هم قرار گرفتن اتمهاي کربن تشکیل میشوند.
در یک صفحه گرافن، هر اتم کربن با 3 اتم کربن دیگر پیوند
داده است. این سه پیوند، در یک صفحه قرار دارند و زوایاي
بین آنها با یکدیگر مساوي و برابر با 120 درجه میباشد؛ در
این حالت، اتمهاي کربن در وضعیتی قرار میگیرند که
شبکهاي از ششضلعیهاي منظم را ایجاد میکنند. البته این
ایدهآلترین حالت یک صفحه گرافن است. در یک صفحه
گرافن، هر اتم کربن، یک پیوند آزاد در خارج از صفحه دارد.
این پیوند مکان مناسبی براي قرارگیري برخی از گروههاي
عاملی و همچنین اتمهاي هیدروژن است ( 3). همانطور که
گفته شد، یکی از ویژگیهاي گرافن، جذب آلایندههاي آب و
خاك است. از میان این آلایندهها، سرب و کروم بهدلیل
فراوانی مصرف آنها در صنعت، یکی از مهمترین
آلودهکنندههاي محیطزیست در جهان امروزي بهشمار میآیند
و همکاران در سال 2013 با بررسی جذب Rafal Sitko .(4)
یونهاي فلزات دوظرفیتی از محلولهاي آبی با استفاده از
گرافناکساید، مشاهده نمودند که حداکثر جذب در محدودهاي
8 براي - 8 براي روي، 4 - 7 براي مس، 5 - بین 3 pH از
و Fan .( 7 براي سرب بهدست میآید ( 5 - کادمیم و 3
همکاران در سال 2013 ، مخلوطی از گرافناکساید و کیتوزان
Magnetic Chitosan Graphene Oxide ) مغناطیسی
را بهعنوان جاذب مورد آزمایش قرار داده و ((MCGO
دریافتند که حداکثر ظرفیت جذب براي یونهاي سرب، حدود
و همکاران در سال 2014 با Kumar .( %96/74 میباشد ( 6
بررسی حذف سرب و آرسنیک با استفاده از نانوهیبدریدهاي
گرافناکساید و اکسید آهن منگنز، مشاهده کردند که
گرافناکساید کارآیی بسیاربالایی در حذف فلزات سنگین
ازجمله سرب از محلولهاي آبی دارد ( 7). در مطالعه حاضر،
کارآیی نانوذرات گرافناکساید در جذب فلزات سنگین سرب و
کروم از آب مورد بررسی قرار گرفت. در این مطالعه اثرات
مقدار جاذب، غلظت اولیه فلزات سنگین سرب و کروم و ،pH
زمان، در میزان جذب بررسی شد و همچنین با استفاده از
مدلهاي ایزوترم جذب لانگمویر و فروندلیج، ایزوترم جذب
نیز مورد ارزیابی قرار گرفت

:: برچسب‌ها: بررسی , کارایی , نانوذرات , گرافناکساید , در , حذف , کروم , و , سرب , از , محلولهاي ,
:: بازدید از این مطلب : 145

|

امتیاز مطلب : 0

|

تعداد امتیازدهندگان : 0

|

مجموع امتیاز : 0