جداسازی فلزات سنگین نیکل و کادمیم با استفاده از نانوجاذب پلیاستایرن برای تصفیه آب

در این پژوهش، جاذب بهینه شده نانوالیاف پلی استایرن با حداقل قطر و ریزساختار یکنواخت به کمک فرآیند الکتروریسی تهیه و سپس با فرآیند پلاسمااصلاح سطحی شد. شرایط بهینه نانوالیاف الکتروریسی شده بمنظور دستیابی به حداقل قطر متوسط 268 نانومتر با تنظیم غلظت پلیمر در 14w/v%، دبیمحلول 0/46mL/h فاصله سوزن تا جمع کننده 15/5cm و ولتاژ اعمال شده 18KV درنظر گرفته شد. سپس نمونه های نانوالیاف پلی استایرن با عملیاتپلاسمای گازهای هیدروژن، نیتروژن و آمونیاک با استفاده از مونومر آکریل آمید داخل مناسب ترین محیط پلاسما تهیه شدند. در ادامه برای ارزیابی میزاناصلاح سطح نمونه ها و عامل دار شدن آنها از آزمون های طیف سنجی مادون قرمز، بازده گرافت، میکروسکوپ الکترونی روبشی و اندازه گیری زاویه تماس استفاده گردید. نتایج این آزمون ها نشان دادند که فرآیند اصلاح سطح نمونه ها با گاز نیتروژن بهمراه افزودن مونومر آکریل آمید کارایی بالاتری بمنظور نشاندن گروه های آمینی دارد. از طرفی آزمون نین هیدرین برای بررسی اتصالات گروه های آمینی روی سطح نمونه های نانوالیاف پلی استایرن این نتایج را تایید نمود.سپس نمونه های نانوالیاف پلی استایرن عامل دار شده با پلاسمای نیتروژن و گرافت گروه های آکریل آمید، برای جذب دو یون فلز سنگین کادمیوم و نیکلمورد بررسی قرار گرفتند. در این مطالعه متغیرهای pH ، غلظت جاذب و زمان تماس محلول یون فلز سنگین در میزان جذب در نظر گرفته شد. نتایج بدست آمده نشان دادند که pH برابر 5 ، نقطه ای است که بیشترین مقدار جذب این یون ها به سطح نمونه های نانوالیاف پلی استایرن وجود دارد. به علاوه برازش داده های حاصل از طیف سنجی جذب اتمی با مدل های ایزوترم لانگمویر و فرندلیچ حاکی از انطباق مکانیسم جذب با معادله فرندلیچ بود. از این رو می توان نتیجه گرفت که سطح جاذب نانوالیاف پلی استایرن ناهمگن و با انرژی های نامساوی است و سایت های قابل دسترسی جاذب به طور یکنواخت در سطح جاذب پخش نشده اند.

Keywords:

نانوالیاف , پلی استایرن , پلاسما , آکریل آمید , مدل ایزوترم جذب , حذف فلزات سنگین