حذف سرب (II) از محلول های آبی به وسیله نانوکامپوزیت نیکل اکسید تثبیت شده بر گرافن

با توجه به خصوصیات سمیت و آلایندگی جدی محیط زیست توسط فلز سنگین سرب، لازم است از ورود این فلز سنگین از طریق پساب های صنعتی به منابع آبی و محیط زیست جلوگیری به عمل آید تا سلامت انسان و اکوسیستم ها حفظ شود. بنابراین این پژوهش، با هدف مدیریت حذف سرب از محلول های آبی با استفاده از نانوکامپوزیت های نیکل اکسید تثبیت شده بر گرافن انجام شد. برای تعیین فاکتورهای موثر بر فرایند حذف پارامترهایی مانند مدت زمان تماس (۳، ۵، ۱۰، ۱۵، ۲۰ و ۳۰ دقیقه)، دوز جاذب (۰۱/۰، ۰۲/۰، ۰۵/۰ و ۱/۰ گرم)، غلظت اولیه سرب(II) (۵، ۱۰، ۲۰، ۵۰، ۱۰۰، ۲۰۰، ۳۰۰، ۸۰۰ و ۱۰۰۰ میلی گرم در لیتر)، pH (۲، ۴، ۵، ۶ و۷) و دما (۲۵، ۴۰ و ۵۵ درجه سلسیوس) بررسی شد. بر اساس نتایج به دست آمده میزان حذف سرب توسط نانوکامپوزیت نیکل اکسید تثبیت شده بر گرافن تحت شرایط بهینه با مدت زمان تماس برابر ۲۰ دقیقه، دوز جاذب ۰۵/۰ گرم، غلظت اولیه ppm ۵ و دمای ۵۵ درجه سلسیوس بیشترین حذف را نشان می دهد. همچنین داده های تجربی ایزوترم های لانگمیر, فروندلیچ و دوبینین _ رادشکوویچ برای فرایند جذب سطحی انجام شد و نتیجه گیری به دست آمده از فرایند جذب بیشترین تطابق را با مدل لانگمیر با ظرفیت جذبی بیشینهmg/g  ۲۰۰۰ نشان داد. همچنین این پژوهش نشان داد که جذب سرب از نوع واکنش های گرماگیر است. نانوکامپوزیت مغناطیسی گرافن/NiO ساخته شده به این طریق، واجد منافذ فراوان و مساحت ویژه زیاد (m۲/g ۵/۱۹۶) است که آن را به جاذب ایده آلی برای حذف یون سرب(II) از محلول آبی تبدیل می کند. حداکثر ظرفیت جذب به دست آمده از جاذب مذکور mg/g۲۰۰۰ به دست آمد که نسبت به دیگر جاذب های معمول، مقدار بسیار بیشتری است. از مزایای این روش، می توان به ظرفیت جذب بسیار زیاد، سادگی جداسازی جاذب از محلول و مدت زمان سریع تعادل جذب (تا۲۰ دقیقه) اشاره کرد.

Keywords:

سرب(II) , جذب سطحی , نانوکامپوزیت , نیکل اکسید تثبیت شده بر گرافن , محلول های آبی