حذف کروم شش ظرفیتی در محلول آبی به روش احیاء توسط نانوکاتالیستهای دو و سه فلزی برپایه آهن صفرظرفیتی

کروم یکی از فلزات سنگین آلوده کننده منابع آب به شمار میرود که اغلب در دو حالت اکسایش سه ظرفیتی Cr(III) و شش ظرفیتی Cr(VI) یافت میشود. به دلیل حلالیت و تحرک بیشتر کروم (VI) بسیار خطرناک تر از کروم((III میباشد، درحالیکه کروم (III) یک عنصر ناچیز ضروری برای بدن انسان محسوب میشود. بنابراین فرآیندهای حذف کروم در واقع بر روی حذف فرم شش ظرفیتی آن تمرکز دارند. روشهای تصفیه مختلفی جهت حذف این آلاینده از منابع آب و پساب به کارگرفته شده که در میان این موارد "احیاء شیمیایی" توسط نانوذرات آهن صفرظرفیتی (nZVI) جزء آسانترین و کارآمدترین روشها محسوب میشود.در این مطالعه نانوذرات سه فلزی برپایه nZVI بر روی تکیه گاه بنتونیت B@Fe-) (Cu-Ag سنتز و به عنوان نانوکامپوزیت جهت احیاء کروم((VI در محلولهای آبی به کارگرفته شد. آزمایشات ناپیوسته فرآیند احیاء کروم توسط نانوکامپوزیت سنتز شده انجام و فاکتورهای موثر یر کارآیی احیاء pH)، مقدار نانوکاتالیست و زمان تماس) با روش سطح پاسخ بهینه سازی و مدلسازی شد. نتایج به دست آمده نشان دادند که حضور تکیه گاه (بنتونیت) میتواند تجمع نانوذرات بر پایه nZVI را کاهش و واکنش پذیری را افزایش دهد. همچنین، واکنش پذیری مطلوب نانوذرات سه فلزی در واقع مربوط به قرارگیری فلزات انتقال دهنده الکترون ( فلز Ag و (Cu بر روی سطح nZVI میباشد. ساختار هرمی نانوذرات سه فلزی Fe-Cu-Ag انتقال الکترون را تسریع بخشیده و سایتهای فعال با چگالی الکترون زیاد در سطح (لایه نقره) به وجود میآورد، که این پدیده میتواند تولید هیدروژن جذب سطحی شده و یا احیاء مستقیم آلاینده را افزایش دهد. ویژگی بسترهایی با کارآیی بالا توسط TEM، FT-IR، XRD و SEM-EDX شناسایی شد. راندمان فرآیند احیاء با افزایش دما، زمان تماس و مقدارنانوکاتالیست افزایش، و با افزایش pH و غلظت اولیه کروم((VI کاهش می یابد. در نهایت کاربرد و کارآیی روش در نمونه حقیقی سنجیده شد.

Keywords:

نانوکاتالیست , کروم شش ظرفیتی , احیاء , آهن صفرظرفیتی , سه فلزی , بهینه سازی