حذف فلزات سنگین از محلول های آبی با استفاده از نانو صفحات اکسید گرافن: بهینه سازی با روش سطح پاسخ

زمینه و هدف: آلودگی آب با فلزات سنگین یک مشکل اساسی و در حال توسعه در جهان است. در این مطالعه حذف فلزات سنگین کادمیوم و سرب با استفاده از جاذب اکسید گرافن صورت گرفت. روش بررسی: نانو صفحات اکسید گرافن به روش هامرز، سنتز گردید و ویژگی های آن با استفاده از FTIR، XRD و SEM بررسی شد. اثر متغیرهای مستقل pH، زمان تماس و غلظت اولیه محلول بر عملکرد حذف فلزات سنگین کادمیوم و سرب با روش سطح پاسخ بر مبنای طراحی باکس بنکن Box-Behnken مورد ارزیابی قرار گرفت. با به کارگیری مدل Quadratic میزان جذب برای فلز کادمیوم و سرب تقریبا 99 درصد بهدست آمد. از آنالیز واریانس ANOVA، به عنوان روش آماری آنالیز پاسخ ها استفاده شد.یافته ها: تصاویر SEM، متوسط اندازه صفحات اکسید گرافن را 1 تا 3 µm نشان داد. پس از بهینه سازی توسط روش سطح پاسخ حداکثر ظرفیت جاذب، برای سرب مقدار 136 mg/g و برای کادمیوم مقدار 68 mg/g به دست آمد. بررسی ایزوترم ها نشان داد، جذب کادمیوم از ایزوترم لانگمویر و جذب سرب از ایزوترم فروندلیچ پیروی میکند.نتیجه گیری: نتایج نشان داد که گرافن اکساید عملکرد خوبی در حذف دو آلاینده کادمیوم و سرب از محلول های آبی دارد. مهمترین عوامل تاثیرگذار بر جذب فلزات مورد مطالعه، pH محلول و غلظت اولیه بود. بررسی نتایج و تحلیل RSM نشان داد که داده های حاصل از آزمایش با مدل پیش بینی شده مطابقت داشت.

Keywords:

اکسید گرافن , فلزات سنگین , روش سطح پاسخ , حذف , جذب سطحی