حذف آرسنیکv) ) از محلول های آبی با استفاده از ماده نانو حفره سیلیکاتی mcm-48

پریسا سهرابی

چکیده

هدف از مطالعه حاضر حذف as (v) از محلول های آبی با استفاده از ماده نانو حفره سیـلیکاتی mcm-48 عامل دار شده با 3-آمینو پروپیل تری متوکسی سیلان در سیستم ناپیوسته است. سنتز mcm-48 در دمای محیط و به روش سل-ژل انجام شد و عامل دار کردن آن به روش پس سنتزی صورت گرفت. ساختار جاذب تولید شده با استفاده از آنالیزهای تفرق اشعه ایکس (xrd)، جذب- واجذب گاز نیتروژن (bet)، آنالیز وزن سنجی حرارتی (tga)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) و طیف سنجی عبوری مادون قرمز فوریه (ft-ir) مورد بررسی قرار گرفت. اثر متغیرهای مختلف شامل ph (8-2)، غلظت اولیه یون آرسنیک (mg.l-1 100-1/0)، دوز جاذب (g.l-1 3-1/0)، زمان تماس (صفر تا 120 دقیقه) و دما (?c 50-20) جهت یافتن بهترین شرایط جذب مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج بدست آمده از آنالیز sem نشان داد که ذرات mcm-48 دارای اندازه ای در دامنه 400 تا nm 500 هستند و ساختار کروی دارند. الگوی xrd محصول تولید شده نیز نشان داد که نه تنها الگوی ویژه ساختار مکعبی ia3d با نظم بالا تشکیل شده است بلکه پس از عامل دار کردن نیز نظم ساختار ماده سنتز شده حفظ شده است. از سوی دیگر، نتایج آنالیز ft-ir نشان داد که عامل دار کردن سطح داخلی حفرات با موفقیت انجام شده است. نمودار وزن سنجی حرارتی mcm-48 و nh2-mcm-48 نیز بیانگر حذف کامل ماده طاق ساز و همچنین عامل دار شدن موفقیت آمیز بود. بعلاوه، نتایج bet نشان داد که میانگین اندازه حفرات حدود nm 44/2، میزان سطح ویژه بالغ بر m2.g-1 1326 و حجم کل حفرات cm3.g-1 11/1 بوده است. نتایج فرآیند جذب سطحی نشان داد که شرایط بهینه حذف as (v) توسط nh2-mcm-48 در ph 2، غلظت اولیه آرسنیک mg.l-1 50 و دوز جاذب g.l-1 1 بوده است. بعلاوه، مطالعات ترمودینامیک نشان داد که کارایی جذب با افزایش دمای سیستم از 20 به ?c50 افزایش می یابد، که نشان دهنده طبیعت گرماگیر و خودبخودی بودن فرآیند جذب است. مطالعات سینیتیک نشان داد که داده های تجربی برازش بهتری با مدل سینتیکی شبه مرتبه دوم نسبت به مدل سینتیکی شبه مرتبه اول دارند. از طرف دیگر، از دو مدل هم دمایی استفاده شده مدل لانگمیر برازش بهتری با داده های تجربی داشته است.

اساتید راهنما و مشاور

فرشید قربانی، بابک سوری