سنتز هیدروژل نانوکامپوزیت زیستی بر اساس نانوذرات Kappa-Carrageenan/Fe۳O۴ برای جذب آمونیاک در اکوسیستم های آبی

زمینه و هدف: با صنعتی شدن اکوسیستم های آبی، غلظت آمونیاک در آب های سطحی و زیرزمینی بسیار بیشتر از حد مجاز شده و مقادیر وسیعی از پساب های صنعتی، شهری و کشاورزی که حاوی آمونیاک هستند در منابع آب آزاد می شود که موجب تولید محصولات غیرسالم و مضر برای سلامتی می گردند. هدف از پژوهش حاضر سنتز هیدروژل نانوکامپوزیتی کاپا کاراگینان برای جذب سه نمونه پساب کشاورزی حاوی آمونیاک است. روش ها: هیدروژل ها مناسب ترین جاذب های زیستی هستند که به طور طبیعی و سنتزی وجود دارند. در این پژوهش، ابتدا هیدروژل های کاراگینان و اسید آکریلیک به شکل پلیمریزاسیون رادیکالی به وسیله متیلن بیس آکریل آمید به عنوان عامل شبکه کننده و پرسولفات آمونیاک به عنوان آغازگر در محیط اتاق تهیه شد. سپس، با استفاده از آهن دو ظرفیتی و سه ظرفیتی به روش هم رسوبی یک هیدروژل مغناطیسی تهیه شد. یافته ها: با جذب آمونیاک موجود در دو نمونه پساب تهیه شده، مقادیر بهینه برای زمان تماس، pH، دما و مقدار جاذب به ترتیب برابر با ۴۰ دقیقه، ۵، ۱۵ درجه سانتیگراد و ۴۰ میلی گرم بود. فرآیند جذب تعادل آمونیاک توسط هیدروژل های نانومغناطیسی توسط ایزوترم جذب لانگمویر، فروندلیچ و تمکین مورد مطالعه قرار گرفت که نشان می دهد حداکثر جذب متعلق به ایزوترم لانگمویر است. مقایسه داده های تجربی با مدل های جذب نشان داد که این داده ها از یک مدل جذب شبه درجه دوم پیروی می کنند. دمای مطلوب برای حذف آمونیاک از هر دو پساب ۱۵ درجه سانتی گراد است و ظرفیت حذف در هر دو پساب با افزایش pH از ۲ به ۱۰ افزایش می یابد. نتیجه گیری: با توجه به یافته های این مطالعه می توان برآورد کرد که جاذب مورد مطالعه در این بررسی که هیدروژل نانو مغناطیسی اکسید آهن است کاهش معناداری از میزان آمونیاک موجود در پساب های مورد نظر را داشته است. لذا می توان گفت که هیدروژل نانو مغناطیسی اکسید آهن یک جاذب موثر برای حذف سریع یون های آمونیوم از محلول آبی است.

Keywords:

Hydrogel , Adsorption , Ammonium , Isotherm , Wastewater treatment , هیدروژل , جذب , آمونیاک , ایزوترم , تصفیه پساب