بررسی مکانیزم جذب آنیون های هالوژنه در پساب های صنعتی توسط هیدروکسید دولایه منیزیم/آلومینیوم

هیدروکسیدهای دولایه به عنوان یکی از جاذب های مناسب در حذف آنیون های هالوژنه از پساب های صنعتی مطرح اند. در این تحقیق روند و مکانیزم جذب انواع هالوژن ها به وسیله هیدروکسیدهای دولایه منیزیم/آلومینیم از دو طریق مطالعات آزمایشگاهی و مدلسازی مولکولی کوانتومی بررسی می شود. مطالعات آزمایشگاهی بر روی یک هیدروکسید دولایه منیزیم/آلومینیم با نسبت مولی ۲ به ۱ (غیرکلسینه و کلسینه) انجام شده است. همچنین برای بررسی مکانیزم های موثر و همچنین تعیین موقعیت جذب آنیون های هالوژنه بر سطح جاذب هیدروکسید دولایه، از روش های مدلسازی مولکولی کوانتومی به روش تئوری تابع چگالی استفاده شده است. نتایج مطالعات آزمایشگاهی نشان می دهد هر دو هیدروکسید دولایه منیزیم/آلومینیم کلسینه و غیرکلسینه بیشترین میزان جذب را برای یون فلورید (۱۲۷ و ۱۱۱۶ میلی مول بر مول جاذب) و کمترین میزان جذب را برای یون یدید (۲۷ تا ۷۶ میلی مول بر مول جاذب) دارند. کلسینه کردن جاذب، میزان جذب را برای تمام هالوژن ها به میزان چشمگیری (۸/۷ تا ۸/۱ برابر برای فلوئور تا ید) افزایش می دهد. مکانیزم غالب در جذب آنیون های هالوژنه با هیدروکسیدهای دولایه حاوی آنیون بین لایه ای (غیرکلسینه) از نوع تبادل یونی و در هیدروکسید دولایه کلسینه، از نوع جذب فیزیکی بوده و میزان الکترونگاتیویته یون هالوژن پارامتر تعیین کننده در میزان جذب است. به لحاظ ساختاری، مقایسه انرژی واکنش در سه موقعیت اصلی مقابل اتم منیزیم، آلومینیم و همچنین در بین شش ضلعی توخالی بین اتم های آلومینیم و منیزیم نشان می دهد که سایت ترجیحی برای تمام هالوژن ها شش ضلعی توخالی مابین اتم های آلومینیم و منیزیم است. این نتایج علاوه بر تایید نتایج حاصل از مطالعات آزمایشگاهی، امکان به کارگیری روش های مدلسازی مولکولی را به عنوان ابزاری قدرتمند در بررسی رفتار و فهم فرآیندها تایید می کند.