کاربرد نانولوله های کربنی چند دیواره اصلاح شده در حذف فلزات روی و نیکل از پساب (مطالعه موردی: پساب شهرک صنعتی طارم زنجان)

فاضلاب های حاوی فلزات سنگین تولید شده توسط صنایع، اثرات مخربی بر محیط زیست دارند. بنابراین حذف آنها از پساب ها، اهمیت زیادی دارد. یکی از روش های موثر به منظور حذف فلزات سنگین، استفاده از روش جذب سطحی توسط نانوذرات است. این پژوهش با هدف حذف عناصر روی و نیکل از پساب شهرک صنعتی طارم زنجان با استفاده از نانولوله های کربنی چند دیواره اصلاح شده، انجام شد. در این پژوهش توصیفی- تحلیلی، اثر پارامترهای موثر شامل: زمان تماس، مقدار جاذب، pH، دما و غلظت یون های فلزی بر کارایی حذف فلزات Ni(II) و Zn(II) از فاضلاب و مدل های ایزوترم، سینتیک و ترمودینامیک فرایند جذب بررسی شد. به منظور اثبات نانولوله بودن و تعیین گروه های عاملی جاذب قبل و بعد از آماده سازی به ترتیب طیف SEM و FTIR گرفته شد. نتایج نشان داد جذب فلزات روی و نیکل به شدت به میزان pH وابسته است، به طوری که با افزایش pH پساب تا محدوده ۸ و ۷ به ترتیب برای فلزات Ni(II) و Zn(II)، درصد حذف یون های فلزی افزایش و سپس کاهش پیدا کرد. با افزایش مقدار جاذب و زمان تماس، درصد حذف یون های فلزی زیاد شد و با افزایش دمای واکنش و غلظت یون های فلزی موجود در پساب، درصد حذف یون های فلزی کاهش پیدا کرد. به طوری که بیشترین درصد حذف یون های Ni(II) و Zn(II) در مقدار جاذب ۲ میلی گرم در لیتر، زمان تماس ۱۲۰ دقیقه، غلظت ۱۰۰ میلی گرم در لیتر و دمای ۱۵ درجه سلسیوس به دست آمد. همچنین نتایج نشان داد که جذب فلزات Ni(II) و Zn(II) از پساب از مدل جذب ایزوترم لانگمیر تبعیت می کنند و سینتیک جذب بر واکنش شبه مرتبه دوم (۹۸/۰R۲>) منطبق است که این سازوکار به وسیله جذب سطحی کنترل شده است. همچنین با توجه به نتایج حاصل، با افزایش دما، انرژی آزاد استاندارد گیبس سیستم کاهش یافت که بیانگر آن است که فرایند جذب به صورت خودبه خودی انجام می شود. حداکثر ظرفیت جذب فلزات نیکل و روی به ترتیب ۴۳ و mg/g ۵۴ تعیین شد. با توجه به نتایج به دست آمده، نانولوله های کربنی چند دیواره اصلاح شده، کارایی خوبی در حذف فلزات نیکل و روی از پساب دارد و می توان از آنها در تصفیه فاضلاب های حاوی فلزات سنگین استفاده کرد.

Keywords:

نانولوله های کربنی , فلزات سنگین , جذب سطحی , فاضلاب , تصفیه