28926

بررسي تاثير نوع و نسبت اجزا كامپوزيت بنتونيت/آلژينات برجذب كاتيون نيكل از پساب صنعتي

كارشناسي ارشد

مهندسي مواد- سراميك

1399

1402/06/27

دكتر رحيم نقي زاده و دكتر امير مقصودي پور

ندارد

مهندسي مواد و متالورژي

حضور يونهاي فلزي سنگين در پساب هاي صنعتي مشكلات عمده و جبران ناپذيري براي حيات موجودات زنده و محيط زيست ايجاد مي كند. روش جذب سطحي به عنوان يكي از روش هاي تصفيه پساب، كارا و اقتصادي و از اهميت ويژه اي برخوردار است. در اين مطالعه، بستر كامپوزيت آلژينات و بنتونيت جهت حذف نيكل از محلول آبي مورد استفاده قرار گرفت. از سه نوع بنتونيت در تحقيق استفاده شد كه دو نوع آن طبيعي ايراني و خارجي و يك نوع بنتونيت سديمي بودند. براي تهيه جاذب هاي كامپوزيتي در ابتدا سوسپانسيون بنتونيت/آلژينات در نسبت هاي وزني يك و دو و سه برابر نسبت وزني بنتونيت به آلژينات تهيه و سپس توسط سرنگ به درون حمام نمك CaCl2 ، به صورت كروي به دام افتادند. پس از جداسازي توسط كاغذ صافي مهره هاي كامپوزيتي كروي شكل به دست آمدند. از آناليز هاي XRD, FTIR,BET,SEM جهت شناسايي مهره هاي كامپوزيتي جاذب استفاده شد. تاثيرات عوامل مختلف از جمله pH مناسب و بهترين غلظت از محلول نيكل و تاثير زمان تماس در مناسب ترين غلظت نيكل و همچنين ميزان جاذب در نسبت برتر براي بهترين نوع بنتونيت بررسي شد. با بررسي هاي صورت گرفته بهترين جذب نيكل توسط جاذب هاي كامپوزيتي در نسبت 1:3 و مناسب ترين pH جذب را مي توان درحدود 5/5 تا 5/6 يافت. بالاترين ميزان جذب در pH ذكر شده دركامپوزيت بنتونيت طبيعي ايراني/آلژينات حدود 75% و براي كامپوزيت بنتونيت خارجي/آلژينات حدود65% و براي كامپوزيت بنتونيت سديمي/آلژينات حدود 80% بدست آمد. بهينه زمان تماس بين جاذب و جذب شونده 2 ساعت و غلظت و ميزان مناسب براي جذبg/lit 2 در دماي محيط بيان شد. همچنين با افزايش دما ميزان جذب نيكل افزايش يافت كه بيانگر گرماگير بودن فرايند جذب نيكل بر روي كامپوزيت بوده است. ايزوترم جذب لانگموئر و فرندوليچ بيان شدند و مي توان برداشت كرد كه جذب به صورت تك لايه نسبي است و سينتيك جذب شبه درجه دوم بدست آمد و با توجه به محاسبات ترموديناميكي انجام شده، فرايند جذب خود به خودي و گرماگير است.

1402/08/06

Investigation of the effect of type and ratio of bentonite/alginate composite components adsorption of nickel cation from industrial waste water

9/17/2024 12:00:00 AM

The presence of heavy metal ions in industrial effluents creates major and irreparable problems for living organisms and the environment. The surface absorption method is one of the effective and economic methods of wastewater treatment and is of special importance. In this study, alginate and bentonite composite substrate was used to remove nickel from aqueous solution. Three types of bentonite were used in the research, two of which were natural Iranian and foreign, and one type of sodium bentonite. To prepare composite adsorbents, bentonite/alginate suspensions were first prepared in weight ratios of one, two, and three times the weight ratio of bentonite to alginate, and then they were trapped spherically through a syringe into the CaCl2 salt bath. After separation by filter paper, spherical composite beads were obtained. XRD, FTIR, BET, SEM analyzes were used to identify absorbent composite beads. The effects of various factors including the appropriate pH and the best concentration of nickel solution and the effect of contact time in the most appropriate nickel concentration as well as the amount of adsorbent in the best ratio for the best type of bentonite were investigated. According to the investigations, the best absorption of nickel by composite absorbents is in the ratio of 1:3 and the most appropriate pH for absorption can be found between 5.5 and 6.5. The highest absorption rate at the mentioned pH was obtained in Iranian natural bentonite/alginate composite about 75%, for foreign bentonite/alginate composite about 65%, and for sodium bentonite/alginate composite about 80%. The optimal contact time between the adsorbent and the adsorbed was 2 hours and the concentration and amount suitable for absorption was 2 g/lit at ambient temperature. Also, with the increase in temperature, the amount of nickel absorption increased, which indicates that the process of nickel absorption on the composite is endothermic. Langmuir and Freundlich adsorption isotherms were expressed and it can be concluded that the adsorption is in the form of a relative monolayer and pseudo-second order kinetics was obtained and according to the thermodynamic calculations, the adsorption process is spontaneous and endothermic.

بنتونيت طبيعي، آلژينات، كامپوزيت بنتونيت/آلژينات، جذب، فلزات سنگين، پساب هاي صنعتي

natural bentonite, alginate, alginate/bentonite composite, adsorption, heavy metals, industrial waste

sanam sadeghi zadeh deylam

dr.rahim naghi zadeh, dr amir maghsoodi pour