حذف سرب (II) و کادمیم از فاضلاب جنوب تهران با استفاده از نانوچندسازه Zeolite N.P./GO

پژوهش های کاربردی در شیمی

مقاله 7، دوره 13، شماره 2، شهریور 1398، صفحه 61-73   

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

سوسن صمدی^{* 1}؛ آیناز کارخانه²؛ میثم مقدم برنا²؛ سید امیرعباس ذکریا³

¹استادیار گروه شیمی، واحد یادگار امام خمینی (ره) شهرری، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

²کارشناس ارشد گروه شیمی، واحد علوم وتحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

³کارشناس ارشد باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، واحد یادگار امام خمینی (ره) شهرری، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

چکیده

چندسازه‌های Zeolite N.P.(Nano-Particles)/GO و Zeolite N.P./HPC/GO به‌عنوان نانوجاذب فلزهای سنگین در محیط‌های آبی تهیه و بررسی شدند. طیف‌سنجی فروسرخ تبدیل فوریه (FTIR) گروه‌های عاملی مورد انتظار و تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) تشکیل نانوذره‌های زئولیت و ساختار لایه‌ای گرافن‌اکسید را نشان داد. طیف‌سنجی تفکیک انرژی (EDS) حضور عناصر مورد انتظار و الگوی پراش پرتو ایکس (XRD) تشکیل ساختار بلوری زئولیت و گرافن اکسید را تأیید کردند. از نانوجاذب‌های ساخته‌شده برای حذف یون‌های سرب (II) و کادمیم از آب استفاده و عامل‌های مؤثر بر فرایند حذف بررسی و بهینه‌سازی شدند. مقادیر بهینه چندسازه
Zeolite N.P./GO برای سرب (II) و کادمیم به ترتیب pH برابر با 7 و 4 و زمان تماس برابر با 10 و 5 دقیقه؛ همچنین، مقدار بهینه جاذب برای هر دو یون در 25 درجه سانتی‌گراد برابر 0/01 گرم به‌دست آمد. زمان تماس، دما و مقدار بهینه چندسازه zeolite N.P./HPC/GO برای هر دو یون به ترتیب 30 دقیقه، 25 درجه سانتی‌گراد و 0/005 گرم به‌دست آمد. مقدار بهینه pH برای هر دو یون مشابه نانوجاذب پیشین بود. یون‌های مزاحم تأثیر قابل‌توجهی بر بازده حذف هر دو یون با نانوجاذب‌های ساخته‌شده، نشان ندادند. نانوجاذب‌های ساخته‌شده، بازده حذف مناسب و قابل‌توجهی در سه نمونه آب مورداستفاده برای آبیاری مزارع کشاورزی جنوب تهران، نشان دادند. نتایج نشان داد که داده‌ها از هر دو هم‌دما لانگمویر و فروندلیش پیروی می‌کنند.

کلیدواژه‌ها

حذف؛ زئولیت؛ نانوچندسازه؛ گرافن‌اکسید؛ هیدروکسی‌پروپیل‌سلولز

مراجع

[1] RoyChowdhury, A.; Datta, R.; Sarkar, D.; “Green Chemistry an Inclusive Approach”, Elsevier, USA; 359-373, 2018.
[2] Huang, Y.; Chen, Q.; Deng, M.; Japenga, J.; Li, T.; Yang, X.; He, Z.; J. Environ. Manage. 207, 159-168, 2018.
[3] Yang, Q.; Li, Z.; Lu, X.; Duan, Q.; Huang, L.; Bi. Sci. Total. Environ. 642, 690-700, 2018.
[4] Kong, J.; Guo, Q.; Wei, R.; Strauss, H.; Zhu, G.; Li, S.; Song, Z.; Chen, T.; Sci. Total. Environ. 637-638, 1035-1045, 2018.
[5] Varol, M.; Raşit Sünbül, M.; Biol. Trace Elem. Res. 185(1), 216-224, 2018.
[6] Saha, N.; Rahman, M.S.; Ahmed, M.B.; Zhou, J.L.; Ngo, H.H.; Guo, W.; J. Environ. Manage. 185, 70-78, 2017.
[7] Chaturvedi, A.D.; Pal, D.; Penta, S.; Kumar, A.; World J. Microb. Biot. 31(10), 1595-1603, 2015.
[8] Kobielska, P.A.; Howarth, A.J.; Farha, O.K.; Nayak, S.; Coord. Chem. Rev. 358, 92-107, 2017.
[9] Shahid, M.; Dumat, C.; Khalid, S.; Schreck, E.; Xiong, T.; Niazi, N.K.; J. Hazard. Mater. 325, 36-58, 2017.
[10] Putro, J.N.; Santoso, S.P.; Ismadji, S.; Ju, Y.H.; Microporous Mesoporous Mater. 246, 166-177, 2017.
[11] Jiménez-Castañeda, M.E.; Medina, D.I.; Water 9(4), 235, 2017.
[12] Liu, X.; Zhou, Y.; Nie, W.; Song, L.; Chen, P.; J. Mater. Sci. 50(18), 6113-6123, 2015.
[13] Zhang, C.; Zhang, R.Z.; Ma, Y.Q.; W.B. Guan,; Wu, X.L.; Liu, X.; Li, H.; Du, Y.L.; Pan, C.P.; ACS Sustainable Chem. Eng. 3(3), 396-405, 2015.
[14] Xiao, J.L.; Lv, W.Y.; Xie, Z.; Song, Y.; Zheng, Q.; J. Mater. Sci. 52(10), 5807-5821, 2017.
[15] Yu, S.; Wang, J.; Song, S.; Sun,; Li, K.J.; Wang, X.G.; Chen, Z.S.; Wang, X.; Sci. China Chem. 60(3), 415-422, 2017.
[16] Zhang, Y.; Liu, J.W.; Chen, X.W.; Wang, J.H.; J. Mater. Chem. B, 3(6), 983–989, 2015.
[17] Hosseinzadeh, H.; Ramin, S.; Int. J. Biol. Macromol. 113, 859-868, 2018.
[18] Varadwaj, G.B.B.; Oyetade, O.A.; Rana, S.; Martincigh, B.S.; Jonnalagadda, S.B.; Nyamori, V.O.; ACS Appl. Mater. Interfaces. 9(20), 17290-17305, 2017.
[19] Shen, Y.; Chen, B.L.; Environ. Sci. Technol. 49, 7364-7372, 2015.
[20] Wei, M.P.; Chai, H.; Cao, Y.L.; Jia, D.Z.; J. Colloid Interface Sci. 524, 297-305, 2018.
[21] Soleimani, K.; Tehrani, A.D.; Adeli, M.; Ecotoxicol. Environ. Saf. 147, 34-42, 2018.
[22] Alizadeh, A.; Abdi, G.; Khodaei, M.M.; Ashokkumar, M.; Amirian, A.; RSC Adv. 7, 14876, 2017.
[23] Wang, J.; Chen, B.L.; Chem. Eng. J. 281, 379-388, 2015.
[24] Poh, H.L.; Sanek, F.; Ambrosi, A.; Zhao, G.; Sofer, Z.; Pumera, M.; Nanoscale 4, 3515-3522, 2012.
[25] Narang, J.; Malhotra, N.; Singhal, C.; Chakraborty, D.; Anil, A.; Biosens. Bioelectron. 88, 249-257, 2017.
[26] Ishaq, M.; Sultan, S.; Ahmad, I.; Ullah, H.; Yaseen, M.; Amir, A.; J. Saudi Chem. Soc. 21(2), 143-151, 2017.
[27] Samarghandi, M.R.; Al-Musawi., T.J; Mohseni-Bandpi, A.; Zarrabi, M.; J. Mol. Liq. 211, 431-441, 2015.
[28] Feng, L.; Cao, M.; Ma, X.; Zhu, Y.; Hu, C.; J. Hazard. Mater. 217-218, 439-446, 2012.
[29] Teo, P.S.; Lim, H.N.; Huang, N.M.; Chia, C.H.; Harrison, I.; Ceram. Int. 38(8), 6411-6416, 2012.
[30] Jafari, N.; Senobari, Z.; Sci.World J., 24, 793606-793616, 2012.
[31] Hoan, N.T.V.; Thu, N.T.A.; Duc, H.V.; Cuong, N.D.; Khieu, D.Q.; J. Chem. 54, 2418172-2241887, 2016.
[32] Hasan, Z.; Jhung, S.H.; J. Hazard. Mater. 283, 329-339, 2015.
[33] Oyetade, O.A.; Nyamori, V.O.; Martincigh, B.S..; Jonnalagadda, S.B.; RSC Adv. 6, 2731-2745, 2016.
[34] Pap, S.; Knudsen, T.Š.; Radonić, J.; Maletić, S.; Igić, S.M.; Sekulić, M.T.; J. Clean. Prod. 162, 958-972, 2017.
[35] Ding, Y.; Liu, Y.; Liu, S.; Li, Z.; Tan, X.; Cai, X.; Rsc Adv. 6, 5223-5232, 2016.
[36] Al-Janabi, N.; Hill, P.; Torrente-Murciano, L.; Garforth, A.; Gorgojo, P.; Fan, X.; Chem. Eng. J. 281, 669-677, 2015.
[37] Drweesh, S.A.; Fathy, N.A.; Wahba, M.A.; Hanna, A.A.; Akarish, A.I.; Elzahany, E.A.; El-Sherif, I.Y.; Abou-EI-Sherbini, K.S.; J. Environ. Chem. Eng. 4, 1674-1684, 2016.