ارزیابی عملکرد نانو ذرات دی اکسید منگنز (MnO2) در حذف کادمیم از محلول های آبی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری دانشگاه صنعتی شاهرود

2 دانشیار دانشگاه صنعتی شاهرود

چکیده

زمینه و هدف: امروزه از فلزات سنگین در بسیاری از صنایع و تکنولوژیهای مهم استفاده می شود که نتیجه آن تولید پسابهای صنعتی آلوده و مضر برای سلامتی انسان و محیط زیست است. این پژوهش با هدف بررسی کارایی حذف فلز کادمیم از محلول های آبی با استفاده از جاذب مناسب و جدید نانو ذرات دی اکسید منگنز بود.
روش بررسی: ابتدا نانو ذرات دی اکسید منگنز با روش ترسیب الکتروشیمیایی کاتدی سنتز گردید و تاثیر پارامترهای pH، زمان تماس، غلظت نانو ذرات و اثر غلظت اولیه بر فرآیند جذب کادمیم در سیستم ناپیوسته مورد بررسی قرار گرفت. جهت شناسایی نانو ذرات دی اکسید منگنز از پراش پرتو ایکس(XRD)، طیف سنج مادون قرمز(FTIR) و میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM) استفاده گردید. ایزوترم های جذب لانگمیر و فرندلیچ و همچنین سینتیک های جذب فلز کادمیم بر روی جاذب نانو ذرات دی اکسید منگنز بر اساس مدل های هو و همکاران و لاگرگرن بررسی شد.
یافته ها: تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد که اندازه این ذرات 30 تا 50 نانومتر است. نتایج نشان داد که با افزایش pH، درصد حذف و ظرفیت جذب کادمیم افزایش یافت و به حداکثر خود یعنی 8/54 درصد رسید. افزایش زمان تماس باعث افزایش راندمان جذب شد. در بررسی ایزوترم های جذب، داده های آزمایشی از مدل لانگمیر تبعیت کردند. ظرفیت جذب لانگمیر 016/42 میلی گرم بر گرم بدست آمد. همچنین داده های بدست آمده در این تحقیق برای جاذب نشان داد که جذب کادمیم از مدل سینتیک شبه مرتبه دوم تبعیت می کند.
بحث و نتیجه گیری: نتایج این مطالعه نشان داد که استفاده از نانو ذرات دی اکسید منگنز به عنوان یک روش مناسب با پتانسیل بالا در حذف کادمیم از محلولهای آبی می باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات