هاجر شريفي فروشاني
حذف آرسنيك از پساب هاي صنعتي با استفاده از نانو ذرات دي اكسيد تيتانيوم (TiO2)
چكيده:
آرسنيك يكي از سمي ترين آلاينده هاي زيست محيطي است. اين عنصر از طرق مختلف مانند هوازدگي سنگ ها و يا تخليه مستقيم پساب حاصل از صنايع از جمله معدنكاري، ذوب فلزات، شيشه سازي و سراميك، ساخت رنگ و آفت كش، پالايشگاه هاي نفت و صنايع شيميايي و آلي وارد منابع آب مي شود و تهديدي جدي براي سلامتي انسان در سراسر جهان به ويژه در كشورهاي درحال توسعه كه درصد بالايي از جمعيت براي آشاميدن به آب هاي زيرزميني وابسته اند، محسوب مي گردد. روش هاي مختلفي مانند ترسيب، تبادل يون، اكسيداسيون شيميايي، جذب و ... براي حذف آرسنيك از محلول هاي آبي مورد استفاده قرار گرفته است. به نظر مي رسد كه جذب توسط مواد معدني و بيولوژيكي فرايندي مؤثر براي حذف آرسنيك از محلول هاي آبي به ويژه در غلظت هاي پايين باشد. طراحي ساده، عدم توليد لجن و هزينه نسبتا كم، از مزاياي پروسه جذب نسبت به ساير روش هاست. انتخاب جاذب مناسب يكي از مهمترين اصول فرآيند جذب است. در اين مطالعه، از نانو ذرات دي اكسيد تيتانيوم – آناتاز (Anatase- 2TiO) و نانو ذرات هيبريد آناتاز با نانولوله هاي كربني تك ديواره (SWNT) براي جذب آرسنيك سه ظرفيتي (آرسنيت) و پنج ظرفيتي (آرسنات) از آب و پساب هاي صنعتي به دو روش تعادلي و ستوني استفاده شد. برخي از ويژگي هاي فيزيكي، شيميايي و مورفولوژيكي جاذب ها به كمك پراش پرتو ايكس(XRD)، طيف سنجي مادون قرمز تبديل فوريه (FTIR) و ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) تعيين شدند. پارامترهاي مختلف مؤثر بر ميزان جذب مانند زمان تعادل، pH، غلظت اوليه آرسنيك، ميزان جاذب و اثر يون مزاحم مورد بررسي قرار گرفت. ايزوترم هاي جذب توسط مدل هاي لانگموير و فروندليچ توضيح داده شد. سنتيك جذب نشان داد جذب آرسنيت و آرسنات روي هر دو نانو جاذب سريع مي باشد. جذب آرسنيك به pH اوليه محلول وابسته بود به طوري كه pH بهينه براي جذب آرسنيت توسط هر دو نانو جاذب در محدوده 5/9-0/7 و براي آرسنات 0/8-0/3 بود. جذب آرسنات توسط نانو ذرات دي اكسيد تيتانيوم و هيبريد همچنين جذب آرسنيت توسط نانو دي اكسيد تيتانيوم از مدل لانگموير تبعيت كرد (R2=0/95) در حالي كه جذب آرسنيت بر روي نانو جاذب هيبريد با هيچ كدام از دو مدل همخواني نداشت. حداكثر ميزان جذب آرسنيت روي آناتاز و هيبريد 6/79 و 8/75 و حداكثر ميزان آرسنات جذب شده بر روي اين دو نانو جاذب به ترتيب 0/113 و 4/92 ميلي گرم بر گرم جاذب بود. افزايش ميزان جاذب نيز بر ميزان جذب آرسنيت و آرسنات تأثير قابل ملاحظه ايي نداشت. حضور كاتيون هاي مس، سرب، روي، كروم، كادميوم و نيكل (در غلظت صد برابر آرسنيك) تأثير قابل ملاحظه ايي بر جذب آرسنيت و آرسنات نداشت. واجذب آرسنات توسط سود با غلظت 1/0، 2/0 و 4/0 مولار نسبت به اسيد كلريدريك بيشتر بوده و حداكثر واجذب (4/0 مولار سود) براي نانو جاذب آناتاز و هيبريد به ترتيب 5/69% و 9/87% به دست آمد كه نشان مي دهد آرسنات جذب شده بر روي نانو جاذب ها به طور كامل برگشت پذير نبود. واجذب آرسنيت بر روي هر دو نانو جاذب توسط اسيد و باز تقريباً مشابه (نزديك به 100%) بود. حذف آرسنيك از دو پساب
