18435

۱۸۴۳۵

جداسازي فلزات سنگين از محيط مايع با نانو جاذب ها

كارشناسي ارشد

فرايندهاي جداسازي

شهريور ۱۳۹۶

دكتر احمد رهبر

مهندسي شيمي ، نفت و گاز

چكيده فرايند جذب سطحي به دليل برخي از مزايا از جمله بازده، مسائل اقتصادي و فرايند ساده، جذاب مي باشد. در اين پژوهش، در ابتدا نانوذرات مغناطيسي Fe3O4@MnO2 با به كارگيري يك روش تك مرحلهاي سنتز شدند. خواص اين نانوذرات با كمك آناليزهاي مختلف مانند XRD، EDS، FTIR، FESEM، TEM، VSM و BET مشخصهيابي گرديد. اين آناليزها نشان دادند كه براي نانوذرات مغناطيسي Fe3O4@MnO2 اندازه متوسط ذرات برابر با 40 نانومتر و مساحت سطح ويژه برابر با m2/g 23/158 ميباشد. سپس، آزمايشهاي جذب سطحي ناپيوسته براي حذف مس از محلول آبي به كمك نانوذرات مغناطيسي Fe3O4@MnO2 كه بهعنوان جاذب مورد استفاده قرار گرفتند انجام گرديد. اثر پارامترهاي مختلف شامل زمان تماس، غلظت اوليه مس، pH اوليه محلول، مقدار جاذب و دما به منظور ارزيابي ظرفيت جذب مورد مطالعه قرار گرفتند. همدماي لانگموير نسبت به هم دماي فرندليچ و همدماي تمكين براي جذب مس بر روي نانوذرات Fe3O4@MnO2 بهتر برازش شدند. بر اساس همدماهاي لانگموير، ماكزيمم ظرفيت جذب براي جذب مس به كمك نانوجاذب مغناطيسي معادل با mg/g 67/416 بدست آمد. سينتيك جذب سطحي نشان داد كه مدل سينتيكي شبه مرتبه دوم نسبت به مدل سينتيك شبه مرتبه اول داده هاي سينتيكي را بهتر توصيف مي‌كند. واژه هاي كليدي: جذب سطحي، يون مس، نانوذرات مغناطيسي، Fe3O4@MnO2.

1396/11/16

12/18/2017 12:00:00 AM

Abstract: Adsorption process is attractive due to its merits of efficiency, economy and simple operation. In this study, at first, Fe3O4@MnO2 magnetic nanoparticles were synthesized using a one-pot method. The properties of these nanoparticles were characterized by various analysis methods such as XRD, EDS, FTIR, FESEM, TEM, VSM and BET. These analysis indicated that the mean particle size of Fe3O4@MnO2 MNPs is 40 nm and specific surface area is 158.23 m2/g. then, the batch experiments were conducted for the removal of copper from aqueous solution using Fe3O4@MnO2 MNPs as adsorbent. The effect of different parameters including contact time, initial Cu2+ concentration, initial pH of solution, adsorbent dosage, and temperature were studied to evaluate the adsorption capacity. The Langmuir isotherm yields a better fit than the Freundlich and Temkin isotherms for Cu2+ adsorption on Fe3O4@MnO2 MNPs. From the Langmuir isotherm, the maximum adsorption capacity of magnetic nanoadsorbent toward Cu2+ was found to be 416.67 mg/g. The kinetic adsorption indicated that the pseudo second order model characterized the kinetic data better than the pseudo first order model. Keywords: Adsorption; Copper ions; Magnrtic nanoparticles; Fe3O4@MnO2.