جذب مس و روی از محلول های آبی بوسیله دیاتومیت: سینتیک و ترمودینامیک
محل انتشار: پژوهش های حفاظت آب و خاک، دوره: 26، شماره: 5
سال انتشار: 1398
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: فارسی
مشاهده: 563
فایل این مقاله در 17 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد
- صدور گواهی نمایه سازی
- من نویسنده این مقاله هستم
استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:
شناسه ملی سند علمی:
JR_JWSC-26-5_004
تاریخ نمایه سازی: 20 فروردین 1399
چکیده مقاله:
چکیده سابقه و هدف: فلزات سنگین از طریق تخیله پساب های صنعتی و فاضلاب های شهری وارد محیط می شوند. فلزات مس و روی در مقادیر کم از عناصر ضروری زندگی بشمار می-روند ولی در غلظت های زیاد باعث مشکلات زیست محیطی می-شوند. روش های مختلفی حذف فلزات از منابع آب های آلوده وجود دارد که یکی از آن ها جذب با استفاده از جاذب های معدنی ارزان قیمت می باشد. مواد و روش ها: دیاتومیت به عنوان جاذب مس و روی از معدن بیرجند تهیه شد. در این مطالعه سینتیک و ترمودینامیک جذب مس و روی از محلول های آبی به وسیله دیاتومیت در سیستم ناپیوسته (Batch) مورد بررسی قرار گرفت. بطوریکه برای مطالعات سینتیک مقدار 1/0 گرم از دیاتومیت در لوله ریخته و 25 میلی لیتر از محلول های مس و روی با غلظت 100 میلی گرم بر لیتر در محلول زمینه 03/0 مولار نیترات سدیم افزوده شده و در زمان های مختلف (0، 10، 20، 40، 60 ثانیه، 2، 5، 10، 20، 40، 60 دقیقه و 2، 4، 6 ساعت) همزده شد و ترمودینامیک جذب فلزات در دماهای (10، 20، 30 و 40 درجه سلسیوس) قرار گرفت. رفتار جذب فلزات سنگین (مس و روی) در زمان های مختلف توسط مدل های سینتیکی شبه درجه اول، شبه درجه دوم، ایلوویچ و تابع توانی مورد ارزیابی قرار گرفت. همچنین مدل های هم دمای جذب لانگمویر، فروندلیچ، تمکین و دوبینین-رادوشکویچ برای برازش داده های جذب در دماهای (10، 20، 30 و 40 درجه سلسیوس) بکاربرده شدند. یافته ها: نتایج این پژوهش نشان داد، با افزایش زمان تماس میزان جذب هر دو فلز توسط دیاتومیت افزایش پیدا کرد و زمان لازم برای ایجاد تعادل میان فلز جذب شده روی سطح جامد و کسر باقی مانده در محلول برای فلزات مورد مطالعه مس و روی به ترتیب حدود 40 و 120 دقیقه بدست آمد. همچنین میزان جذب مس بوسیله دیاتومیت بیشتر از روی بدست آمد، بطوریکه در دمای 20 درجه سلسیوس حداکثرجذب مس و روی (qmax) بوسیله دیاتومیت به ترتیب 56 و 27 میلی گرم بر گرم شد. نتایج جذب فلزات در زمان های مختلف با مدل شبه درجه دوم برازش بهتری نشان داد (99/0=R2). با افزایش دما میزان جذب مس و روی به وسیله دیاتومیت افزایش یافت، مدل لانگمویر برازش بهتری با داده های جذب در دماهای مختلف دارد (96/0 –99/0=R2). پارامترهای ترمودینامیکی شامل تغییرات انرژی آزاد گیبس (G∆)، آنتالپی (H∆) و آنتروپی (S∆) نشان داد که فرایند جذب مس و روی بوسیله دیاتومیت در دمای 10 تا 40 درجه سلسیوس خودبخودی و گرماگیر است. انرژی جذب مدل دوبینین-رادوشکویچ(E) نشان داد جذب مس و روی به وسیله دیاتومیت احتمالا از مکانیسم فیزیکی کنترل می شود ( kJ mol−18 > E). نتیجه گیری: با توجه به حضور فلزات سنگین در آب های آلوده و اهمیت حذف آن ها، استفاده از دیاتومیت به عنوان یکی از جاذب های ارزان قیمت، ارزان و قابل دسترس می تواند در حذف فلزات سنگین به ویژه مس و روی از منابع آب های صنعتی آلوده موثر باشد.
نویسندگان
مرضیه پیری
دانشگاه ارومیه
ابراهیم سپهر
گروه علوم خاک دانشگاه ارومیه
عباس صمدی
استاد گروه علوم خاک دانشگاه ارومیه
خلیل فرهادی
دانشگاه ارومیه