مطالعه انتقال و کارایی نانوذرات آهن صفر ظرفیتی پایدار شده در حذف کروم در ستون شن

نانوذرات آهن صفر ظرفیتی طی سال های اخیر به دلیل دارا بودن خواص منحصر و قابلیت بالا در حذف آلاینده های مختلف مانند یون کروم شش ظرفیتی از محیط های شنی و آب مورد استفاده قرار گرفته اند. در این مطالعه از روش احیای شیمیایی سولفات آهن توسط بوروهیدرید سدیم برای سنتز نانوذرات آهن صفر ظرفیتی استفاده گردید. خصوصیات نانوذرات آهن صفر ظرفیتی توسط دستگاه های میکروسکوپ الکترونی روبشی، میکروسکوپ الکترونی عبوری و زتاسایزر تعیین شد. جهت پایدارسازی نانوذرات آهن صفر ظرفیتی از پلیمر سبز، طبیعی و غیرسمی گوارگام و نیز پلیمر زیست تخریب پذیر پلی اکریل آمید استفاده شد. میزان پایداری نانوذرات آهن صفر ظرفیتی سنتز شده از طریق محاسبه مقادیر پتانسیل زتا و قطر هیدرودینامیک نانوذرات سنتز شده توسط دستگاه زتا سایزر تعیین گردید. به منظور مقایسه تاثیر تیمارهای مختلف بر انتقال نانوذرات آهن صفر ظرفیتی و احیای کروم شش ظرفیتی در ستون های شن از آزمایش های فاکتوریل جداگانه 3*3 در قالب طرح کاملا تصادفی با دو فاکتور و سه تکرار استفاده گردیده و مقایسات میانگین از طریق آزمون دانکن در سطح احتمال 5 درصد انجام شد. شبیه سازی انتقال نانوذرات آهن صفر ظرفیتی توسط نرم افزار هیدروس یک بعدی و مدل سینتیک جذب- واجذب تک مکانی در ستون های شن انجام گردید. نتایج نشان داد که با افزایش غلظت اولیه کروم و غلظت نانوذرات، درصد احیای کروم شش ظرفیتی به ترتیب کاهش و افزلیش یافت. همچنین با افزایش قدرت یونی و غلظت نانوذرات، انتقال آنها در ستون های شن کاهش یافت. نتایج حاکی از آن بود که نانوذرات آهن صفر ظرفیتی با پوشش پلی اکریل آمید، گوارگام و بدون پوشش به ترتیب دارای بیشترین کارایی در احیای یون کروم از محیط متخلخل بودند. نتایج حاصل از منحنی های رخنه انتقال نانوذرات آهن صفر ظرفیتی سنتز شده نشان داد که با افزایش مقادیر غلظت نانوذرات (1، 2 و 3 گرم در لیتر) و قدرت یونی (1، 10 و 100 میلی مولار)، مقادیر غلظت نسبی (C/C0) نانوذرات آهن صفر ظرفیتی سنتز شده کاهش یافته و بیشترین درصد انتقال نانوذرات سنتز شده به ترتیب در غلظت نانوذرات برابر 1 گرم در لیتر و قدرت یونی 1 میلی مولار کلرید رخ داد. همچنین نانوذرات آهن صفر ظرفیتی با پوشش های پلی اکریل آمید، گوارگام و بدون پوشش به ترتیب بیشترین تا کمترین مقادیر غلظت نسبی و انتقال نانوذرات را به خود اختصاص دادند.