دوره 14، شماره 3: 1397 (شماره در حال تکمیل):307-313

مقایسه راندمان حذف کادمیوم از محلول‌های آبی با استفاده از کربن فعال تهیه شده از کلاهک میوه بلوط و اصلاح شده آن با نانوذرات مگنتیک

هوشنگ منوچهری تبار, افشین ابراهیمی

DOI: 10.22122/jhsr.v14i3.3197

چکیده


مقدمه: حذف کادمیوم از منابع آبی به دلیل خاصیت تجزیه‌ناپذیری و تجمع‌پذیری زیستی، امری ضروری می‌باشد. پژوهش حاضر با هدف بررسی و مقایسه عملکرد کربن فعال تهیه شده از کلاهک میوه بلوط و اصلاح شده آن با نانوذرات مگنتیک در حذف کادمیوم انجام شد.

روش‌ها: در این مطالعه، اثر شاخص‌های زمان تماس (120-5 دقیقه)، دوز جاذب (15-1 گرم بر لیتر)، pH (2-8) و غلظت کادمیوم (5-50 میلی‌گرم بر لیتر) در کارایی حذف بررسی گردید و فرایند جذب با ایزوترم‌های Langmuir و Freundlich و سینتیک شبه مرتبه اول و دوم مورد ارزیابی قرار گرفت. جهت تعیین ترکیب شیمیایی و ویژگی‌های سطحی جاذب‌ها، از آنالیز الگوی پراش پرتوی X (X-ray diffraction یا XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (Scanning electron microscope یا SEM) استفاده شد.

یافته‌ها: راندمان حذف کربن فعال تهیه شده از کلاهک میوه بلوط و اصلاح شده آن با استفاده از نانوذرات مگنتیک در 8 = pH، زمان تماس 30 دقیقه، دوز جاذب 5 گرم بر لیتر و غلظت اولیه کادمیوم 30 میلی‌گرم بر لیتر به ترتیب 13/81 و 32/91 درصد به دست آمد. بررسی ایزوترمی نشان داد که جاذب اصلاح نشده با ضریب همبستگی 9803/0 از ایزوترم Langmuir و جاذب اصلاح شده با ضریب همبستگی 943/0 از ایزوترم Freundlich پیروی می‌کرد. سینتیک جذب نیز نشان داد که هر دو جاذب از سینتیک شبه مرتبه دوم تبعیت داشتند و زمان تعادل 30 دقیقه گزارش گردید.

نتیجه‌گیری: کربن فعال تهیه شده از کلاهک میوه بلوط قادر به حذف کادمیوم از محیط‌های آبی می‌باشد و می‌تواند به عنوان جاذب ارزان‌قیمتی در تصفیه منابع آلوده به کادمیوم مورد استفاده قرار گیرد. همچنین، اصلاح آن با نانوذرات مگنتیک سبب افزایش چشمگیر راندمان جذب می‌گردد.


واژگان کلیدی


حذف کادمیوم؛ محلول‌های‌آبی؛ کربن فعال؛ کلاهک میوه بلوط؛ نانوذرات مگنتیک

تمام متن:

PDF

مراجع


Srivastava VC, Mall ID, Mishra IM. Removal of cadmium(II) and zinc(II) metal ions from binary aqueous solution by rice husk ash. Colloids Surf A Physicochem Eng Asp 2008; 312(2): 172-84.

Smirjakova S, Ondrasovicova O, Kakosva A, Lakticova K. The effect of cadmium and lead pollution on human and animal health. Folia Vet 2005; 49(3): 31-2.

Ozverdi A, Erdem M. Cu2+, Cd2+ and Pb2+ adsorption from aqueous solutions by pyrite and synthetic iron sulphide. J Hazard Mater 2006; 137(1): 626-32.

Hamoudi S, Saad R, Belkacemi K. Adsorptive removal of phosphate and nitrate anions from aqueous solutions using ammonium-functionalized mesoporous silica. Ind Eng Chem Res 2007; 46(25): 8806-12.

Boparai HK, Joseph M, O'Carroll DM. Kinetics and thermodynamics of cadmium ion removal by adsorption onto nano zerovalent iron particles. J Hazard Mater 2011; 186(1): 458-65.

Samarghandi MR, Azizi S. Cadmium adsorption by activated carbon granules coated with iron nanoparticles from aqueous solution: Kinetics, isotherms and adsorption mechanism studies. J Mazandaran Univ Med Sci 2014; 24(119): 109-21. [In Persian].

Mohammadi AS, Sardar M. The removal of penicillin g from aqueous solutions using chestnut shell modified with H2SO4: Isotherm and kinetic study. Iran J Health Environ 2013; 5(4): 297-50. [In Persian].

Mohan D, Kumar H, Sarswat A, Alexandre-Franco M, Pittman CU. Cadmium and lead remediation using magnetic oak wood and oak bark fast pyrolysis bio-chars. Chem Eng J 2014; 236: 513-28.

Kazeminezhad I, Ahmadizadeh S, Babaie A. Application of magnetic hydroxyapatite nanoparticles for removal of Cd2 + from aqueous solutions. Journal of Environmental Studies 2014; 40(3): 739-50. [In Persian].

Bahrami M, Brumand-Nasab S, Kashkooli H, Farrokhian Firouzi A, Babaei A. Cadmium removal from aqueous solutions using modified magnetite nanoparticles. Iran J Health Environ 2013; 6(2): 221-32. [In Persian].

Zarei S, Dehvari M, Jamshidi B, Sadani M. Investigation of Isotherm and Kinetic of Nickel Adsorption by Acorn Ashes from Aqueous Solutions. J Rafsanjan Univ Med Sci 2015; 13(9): 897-908. [In Persian].

Karimi Takanlu L, Farzadkia M, Mahvi AH, Esrafily A, Golshan M. Optimization of adsorption process of Cadmium ions from synthetic wastewater using synthesized iron magnetic nanoparticles (Fe3O4). Iran J Health Environ 2014; 7(2): 171-84. [In Persian].

Taghavi M, Zazouli Ma, Yousefi Z, Akbari-Adergani B. Evaluation of l-cysteine functionalized multi-walled carbon nanotubes as adsorbent forcd (ii) ions from aqueous solutions. Proceedings of the 14th International Conference on Environmental Science and Technology; 2015 Sep. 3-5; Rhodes, Greece.

Tabeidian M, Aminsadri M, Aghababaie A, Taheri E, Fatehizadeh A, Mahdavi M, et al. Survey of efficiency evaluation of modified and unmodified clinoptilolite for nitrate removal from aqueous solutions. J Health Syst Res 2015; 11(3): 638-49. [In Persian].

Dyanati Tilki RA, Naseri S, Shariat M. Study on water cadmium decontamination by granular activated carbon (GAC).

J Mazandaran Univ Med Sci 2003; 12(37): 11-9. [In Persian].

Chowdhury SR, Yanful EK. Kinetics of cadmium(II) uptake by mixed maghemite-magnetite nanoparticles. J Environ Manage 2013; 129: 642-51.




DOI: http://dx.doi.org/10.22122/jhsr.v14i3.3197

Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 Unported License which allows users to read, copy, distribute and make derivative works for non-commercial purposes from the material, as long as the author of the original work is cited properly.