مطالعه اثر استفاده از نانو ذره اکسید آهن در حذف فلز کادمیوم از محیط های آبی: یک مطالعه آزمایشگاهی

چکیده زمینه و هدف: کادمیوم یکی از فلزات سنگین است، که دارای سمیت بالا و خاصیت تجمع پذیری بالا در بافت زنده است. هدف از انجام این پژوهش تعیین کارآیی نانو­ذره اکسید آهن در جذب کادمیوم از محیط­های آبی بود. مواد و روش: این مطالعه آزمایشگاهی در تابستان سال ۱۳۹۷ انجام شد. برای تعیین خصوصیات جاذب  XRD (X-ray powder diffraction) و SEM (Scanning electron microscope) و برای بررسی گروه­های عملکردی جاذب از آنالیز  FTIR (Fourier-transform infrared spectroscopy) استفاده شد. فاکتورهای مختلف از قبیل pH، غلظت کادمیوم، زمان تماس و مقدار جاذب در حذف کادمیوم بررسی شد. ایزوترم های جذب لانگمویر و فروندلیچ  برای توصیف داده های جذب استفاده شدند. جهت پردازش داده­های حاصل از طرح بلوک کاملا تصادفی استفاده شد. یافته­ها: میزان جذب بعد از ۲۰ دقیقه به­صورت ثابت در آمد (۶۱%، ۰۳۲/۰P=). بیش­ترین میزان جذب در ۷pH= حاصل شد (۹۹%، ۰۴۳/۰ P=) و کم­ترین مقدار جذب با اختلاف معنی­داری در ۳pH= دیده شد (%۶۸، ۰۴۸/۰ P=). میزان جذب فلز با اختلاف معنی­داری نسبت به سایرین در غلظت ۲۰ میلی­گرم در لیتر بیش­ترین و در غلظت ۹۰ میلی­گرم در لیتر کم­ترین بود (۹۷ درصد و ۵/۷۰ درصد)(۰۳۹/۰P=). در ارتباط با تاثیر مقدار جاذب اکسید­آهن بیش­ترین جذب در ۲ گرم در لیتر و کم­ترین درصد جذب در ۵/۰ گرم در لیتر با اختلاف معنی­داری مشاهده شد (۹۶/۹۷ درصد و ۷۵ درصد)(۰۴۷/۰P=). جذب کادمیوم توسط اکسید­آهن با مدل لانگمویر مطابقت داشت (۴۸۸۸/۰=R۲). نتیجه­گیری: با توجه به نتایج پیشنهاد می­شود از پوشش نانوذرات برای افزایش راندمان جذب کادمیوم استفاده کرد و می­توان آن را به عنوان روش موثری در حذف کادمیوم برشمرد. واژه­های کلیدی: نانو ذره اکسید آهن، کادمیوم، جذب، ایزوترم­

Keywords:

Iron oxide nanoparticles , Cadmium , Adsorption , Isotherms , نانو ذره اکسید آهن , کادمیوم , جذب , ایزوترم