جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه "aqueous solutions" در نشریات گروه "محیط زیست"
تکرار جستجوی کلیدواژه «aqueous solutions» در نشریات گروه «علوم پایه»-
در مطالعه حاضر، بیوچار خام میوه سرو تحت فرایند اصلاح شیمیایی، با استفاده از عصاره پوست گردو اصلاح گردید و بهینه سازی عملکرد آن بر حذف نیکل در محلول های آبی، متاثر از فاکتورهای مختلف (غلظت اولیه نیکل، pH محلول، میزان جاذب و زمان تماس) با استفاده از روش سطح پاسخ، مورد ارزیابی قرار گرفت. برخلاف انتظار، اصلاح شیمیایی سبب کاهش سطح ویژه و کاهش گروه های عامل موثر در حذف نیکل (گروه های عامل حاوی اکسیژن دار و C-C) در مقایسه با نمونه بیوچار غیر اصلاحی شد. بررسی های انجام شده از حذف نیکل توسط بیوچار اصلاح شده نیز نشان از کاهش معنی دار حذف نیکل توسط این جاذب در شرایط یکسان در مقایسه با نمونه غیر اصلاحی داشت، به نحوی که میزان متوسط حذف نیکل در شرایط مشابه در جاذب غیر اصلاحی، 1/8 برابر بیشتر از جاذب اصلاح شده بود. بررسی فاکتورهای موثر بر حذف نیکل در دو جاذب اصلاح شده و غیر اصلاح شده نشان داد که با افزایش غلظت اولیه نیکل، حذف نیکل روند کاهشی داشت؛ در حالی که با افزایش مقادیر سایر فاکتورها، حذف نیکل روند نسبتا افزایشی را نشان داد. نتایج مطالعه حاضر نشان می دهد، اصلاح و مهندسی بیوچارها به روش شیمیایی ذکر شده، با تاثیر بر کاهش جذب فیزیکی (کاهش سطح ویژه) و شیمیایی (کاهش شدت گرو ه های عامل موثر بر جذب)، سبب کاهش راندمان حذف نیکل در مقایسه با نمونه خام بیوچار شده است، که فرضیه افزایش همیشگی کارایی حذف فلزات سنگین با اصلاح شیمیایی بیوچار را به چالش می کشد.کلید واژگان: بیوچار, اصلاح شیمیایی, نیکل, باکس بنکن, محلول های آبیIn the present study, cypress cone raw biochar was modified using walnut peel extract under the chemical modification process and its performance optimization on nickel (Ni) removal in aqueous solutions was affected by various factors was evaluated using the RSM. Contrary to expectation, chemical modification caused a decrease in the specific surface area and a decrease in effective functional groups in Ni removal (functional groups containing oxygen and C-C) compared to the non-modified biochar sample. The investigations of Ni removal by modified biochar also showed a significant reduction of Ni removal by this adsorbent in the same conditions compared to the non-amended sample, so that the average amount of Ni removal in the same conditions in the non-modified adsorbent was 1.8 times more than modified biochar. The investigation of the factors affecting the removal of Ni in two modified and non-modified adsorbents showed that with the increase of the initial concentration of Ni, the removal of Ni had a decreasing trend; while with the increase of other factors, Ni removal showed a relatively increasing trend. The results of the present study show that the modification and engineering of biochars by the mentioned chemical method, with the effect of reducing the physical absorption (reduction the specific surface area) and chemical adsorption (reduction of the intensity of the active groups affecting the adsorption), caused the reduction of Ni removal efficiency compared to the raw sample, which challenges the hypothesis of constant increase of heavy metal removal efficiency by chemical modification of biochar.Keywords: Biochar, Chemical Modification, Nickel, Box-Benken Model, Aqueous Solutions
-
در سال های اخیر، تحقیقات در خصوص استفاده گسترده از پلیمر های زیست تخریب پذیر، از جمله سدیم آلژینات (SA)، در حذف آلاینده های منابع آبی، رشد محسوسی نشان داده است. مطالعه حاضر به منظور ارزیابی کارایی هیدروژل های SA کراس لینک شده با کلرید فریک، بر بهینه سازی حذف نیکل از محلول های آبی، متاثر از فاکتورهای مختلف (غلظت اولیه نیکل، pH محلول، میزان جاذب و زمان تماس)، با استفاده از روش سطح پاسخ (مدل باکس-بنکن)، انجام گرفت. بر اساس نتایج آنالیز های FTIR و SEM، هیدروژل های فعال شده SA دارای گروه های عامل هیدروکسیل و کربوکسیل بوده و مورفولوژی سطح آن ها به صورت غیر مسطح و برجسته بود. با توجه به نتایج به دست آمده، حداقل و حداکثر حذف نیکل در شرایط مختلف آزمایش به ترتیب 39/53 و 43/85 درصد بود، که با افزایش غلظت اولیه نیکل، حذف نیکل روند کاهشی داشت، در حالی که با افزایش مقادیر متغیرهای زمان تماس، pH محلول و میزان سطوح جاذب کاربردی، حذف نیکل روند افزایشی را نشان داد. ارزیابی برازش داده های حاصل از حذف نیکل با مدل باکس-بنکن در حضور SA، نشان از پیش بینی دقیق این مدل در بهینه سازی حذف نیکل از محلول های آبی داشت. به طور کلی، نتایج مطالعه حاضر نشان داد، SA توانایی مناسبی از حذف نیکل در محلول های آبی را دارا می باشد، هرچند که در مطالعات آتی، بررسی، مقایسه و تلفیق سایر روش های فعال سازی از جمله فعال سازی فیزیکی (ترکیب با مواد غیرآلی) و شیمیایی (پیوندزنی سطحی) بر پلیمر SA، می تواند در بهبود کارایی راندمان حذف عناصر سنگین توسط این پلیمر، موثر باشد.کلید واژگان: پلیمر, جذب سطحی, عناصر سنگین, روش سطح پاسخ, محلول های آبیIn recent years, research on the widespread use of biodegradable polymers, such as sodium alginate (SA), in removing pollutants from water sources has shown significant growth. The present study aims to evaluate the efficiency of SA hydrogels cross-linked with ferric chloride (for mechanical strength) in optimizing the removal of nickel (Ni) from aqueous solutions. Various factors, including Ni initial concentration, solution pH, amount of adsorbent, and contact time, were considered using response surface methodology (Box-Benken model). Based on the results of FTIR and SEM analyses, activated SA hydrogels were found to have hydroxyl and carboxyl functional groups, and their surface morphology was non-flat and prominent. The Ni removal values in the presence of SA hydrogels varied, with the minimum and maximum removal percentages being 53.39% and 85.43%, respectively. Increasing the initial Ni concentration resulted in a decreasing trend in Ni removal, while increasing contact time, solution pH, and amount of adsorbent led to an increasing trend in Ni removal. The evaluation of the data obtained from Ni removal using the Box-Benken model showed an accurate prediction (R2 higher than 0.98%) in optimizing Ni removal from aqueous solutions in the presence of SA. The possible mechanisms of Ni removal by SA hydrogel were identified as the formation of Van der waals bonds (physical adsorption), interaction with carboxylate anions, chelate formation between Ni ions and hydroxyl functional groups, and electrostatic interactions (due to the negative surface charge of SA). Overall, the results of this study demonstrate that SA has a suitable ability to remove Ni from aqueous solutions. However, future studies should investigate, compare, and integrate other activation methods, such as physical activation (combination with inorganic substances) and chemical activation (surface grafting) on the SA polymer, to improve the removal efficiency of heavy elements using this polymer.Keywords: Polymer, Surface adsorption, heavy metals, Response Surface Methodology, Aqueous solutions
-
ایبوپروفن یکی از داروهای پر مصرف در سطح جهان است که با ایجاد آلودگی در منابع آبی بر سلامت موجودات زنده تاثیر می گذارد. این پژوهش با هدف تعیین کارایی کربن اصلاح شده کاه و کلش کنجد در حذف ایبوپروفن از محلول های آبی انجام شد. بدین منظور، از آمونیم کلرید، روی کلرید، و فسفریک اسید برای بهینه سازی جاذب استفاده شد. همچنین، تغییرات در سطح جاذب و ویژگی های آن با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و تکنیک طیف سنجی مادون قرمز (FTIR) مطالعه شد. بعد از تعیین شرایط بهینه متغیرهای pH، زمان تماس، دما و دوز جاذب، فرآیند جذب سطحی تحت سه مدل لانگمویر، فروندلیچ و دوبینین-رادوشکویچ مورد بررسی قرار گرفت. از طرفی، از مدل های جنبشی سینتیک درجه اول و شبه درجه دوم برای پردازش داده های جذب استفاده شد. نتایج نشان داد که، فرآیند جذب سطحی از مدل ایزوترمی فروندلیچ و سینتیک شبه درجه دو پیروی کرده است. pH، زمان تماس، غلظت اولیه ایبوپروفن و دوز جاذب بهینه نیز به ترتیب برابر با 3، min 120، mg/l50 و g/l 10/0 در دمای C° 25 بود. نتایج این مطالعه نشان داد که از بقایای کشاورزی از جمله کاه و کلش کنجد می توان به عنوان جاذب موثر و مقرون به صرفه برای حذف باقی مانده ترکیبات دارویی از محلول های آبی استفاده کرد.
کلید واژگان: ایزوترم جذب, باقی مانده دارویی, کربن فعال, محلول های آبیIbuprofen is one of the most widely used drugs in the world, which affects the health of living organisms by causing pollution in water sources. Therefore, this study was conducted with the aim of determining the effectiveness of modified carbon of straw and sesame stubble in removing ibuprofen from aqueous solutions. For this purpose, ammonium chloride, zinc chloride, and phosphoric acid were used to optimize the adsorbent. Also, the changes in the absorbent surface and its characteristics were studied using a scanning electron microscope (SEM) and infrared spectroscopy (FTIR) technique. After determining the optimal conditions of pH variables, contact time, temperature, and adsorbent dose, the surface adsorption process was investigated under three Langmuir, Freundlich, and Dubinin-Radoshkevich models. On the other hand, first-order and pseudo-second-order kinetic models were used to process the adsorption data. The results showed that the surface adsorption process followed the Freundlich isotherm model pseudo-second-order kinetics. pH, contact time, initial concentration of ibuprofen, and optimal adsorbent dose were 3, 120 min, 50 mg/l, and 0.10 g/l respectively at 25°C. The results of this study showed that agricultural residues such as straw and sesame stubble can be used as effective and cost-effective adsorbents to remove the remaining pharmaceutical compounds from aqueous solutions.
Keywords: Activated carbon, Adsorption Isotherm, Aqueous solutions, Pharmaceutical Residue -
فلوراید از جمله ترکیبات توسعه یافته ای است که از راه های مختلفی می تواند وارد منابع آبی شود. سازمان جهانی بهداشت حداکثر غلظت مجاز آن را در آب آشامیدنی mg/l5/1 توصیه نموده است، بطوریکه غلظت بیش از حد مجاز آن می تواند برای سلامتی موجودات زنده و بوم سازگان مضر باشد. هدف این پژوهش تعیین کارایی کربن فعال اصلاح شده به روش حرارتی- شیمیایی از میوه بلوط در حذف فلوراید بود. این پژوهش در یک سیستم ناپیوسته در مقیاس آزمایشگاهی انجام شد. بدین منظور اثر پارامترهای موثر نظیر زمان، pH، غلظت، دوز جاذب و سایر عوامل دیگر بررسی شد. نتایج حاصل از آزمایش ها نشان داد که بیش ترین مقدار حذف در مدت زمان min =90، 3pH، دوزجاذب g/l1/0 و با غلظت آلاینده mg/l 50 صورت می گیرد. نتایج مدل های سنتیکی نشان داد که مدل فروندلیچ با ضریب تعیین (863/0=R2) نسبته به مدل لانگمویر با ضریب تعیین (736/0=R2) برای توصیف رفتار سنتیکی جاذب مدل بهتری است. تاکنون اکثر روش های جذب برای حذف غلظت آلاینده mg/l 30 انجام شده است در مطالعه حاضر با غلظت آلاینده ورودی mg/l 50 می توان اظهار نمود که کربن فعال اصلاح شده میوه بلوط به عنوان یک جاذب ارزان قیمت، کارآمد و در دسترس برای حذف فلوراید از محلول های آبی محسوب می شود.
کلید واژگان: بلوط, جذب, فلوراید, کربن فعال, محلول های آبیFluoride is one of the developed compounds that can enter water resources in different ways. The World Health Organization has recommended its maximum permissible concentration in drinking water of 1.5 mg/l so that its concentration exceeding the permissible limit can be harmful to the health of living organisms and ecosystems. The aim of this study was to determine the efficiency of activated carbon modified by the thermo-chemical method from oak fruit in fluoride removal. This research was conducted in a discontinuous system on a laboratory scale, and for this purpose, the effect of effective parameters such as time, pH, concentration, adsorbent dose, and other factors was investigated. The results of the experiments showed that the maximum amount of removal takes place during 90 min, pH=3, adsorbent dose of 0.1 g/l, and pollutant concentration of 50 mg/l. The results of the synthetic models showed that the Freundlich model with the coefficient of determination (R2=0.863) is a better model than the Langmuir model with the coefficient of determination (R2=0.736) to describe the synthetic behavior of the absorber. Until now, most absorption methods have been performed to remove the pollutant concentration of 30 mg/l. In the current study, with the input pollutant concentration of 50 mg/l, it can be stated that the activated carbon modified from the oak fruit is a cheap, efficient, and effective adsorbent. It is considered available to remove fluoride from aqueous solutions.
Keywords: Activated carbon, Adsorbent, Aqueous solutions, Fluorine, Oak -
Pollution, Volume:8 Issue: 3, Summer 2022, PP 1076 -1087The optimization of nickel ion (Ni2+) removal in aqueous solutions with various factors (initial Ni concentration, solution pH, adsorbent dosage, contact time), as affected by raw cow bone (RBO) and its biochar (bone char: BC; produced by pyrolysis processes at 500 °C and a residence time of 4 hours) as adsorbents was investigated by a three-level Box–Behnken model (BBM) under response surface methodology (RSM). A total of 29 experimental runs were set for each adsorbent, and the experimental data were fitted to the empirical model. To understand the Ni2+ adsorption processes better, the properties of RBO and BC were characterized using Fe-SEM, FT-IR, BET, XRD, and CHNS elemental analysis techniques. The BC characteristics showed that pyrolysis increased the specific surface area (by 100 times) and phosphate functional groups, but decreased the carbonate functional groups, and yielded a more irregular and rougher morphological surface compared to RBO. Based on BC's superior ion exchange mechanisms and physical electrostatic adsorption compared to RBO, the removal efficiency of Ni2+ by BC was higher in aqueous solutions. The numerical optimization of BBM revealed that the optimum removal by BC (82.56%) was obtained at an initial Ni2+ concentration of 30.79 mg L−1, pH of 6.99, adsorbent dose of 4.87 g L−1, and contact time of 57.82 min, with the desirability of "1". BC can be effectively used for Ni removal from Ni-contaminated aqueous solutions; still, the application of modification methods (e.g., physical and chemical activation) may be necessary to help remove more Ni2+ by BC.Keywords: aqueous solutions, Bone char, Heavy metals, response surface methodology, sorption
-
زمینه هدف
تخلیه فلزات سنگین ناشی از صنایع مختلف اثرات منفی بر محیط زیست و ارگانیسم های زنده دارد. فن آوری های مرسوم حذف فلزات سنگین از محلول های آبی از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نبوده و علاوه بر عدم اثر بخشی در غلظت های پایین یون فلزی به مقدار زیادی لجن شیمیایی تولید می نمایند. جذب زیستی نیکل بوسیله بیومس غیر زنده و غیر فعال میکروبی و یا مشتق شده از گیاهان یک فن آوری آلترناتیو و مبتکرانه برای حذف این آلودگی از محلول های آبی است که ضمن مرتفع کردن مشکلات روش های مرسوم عنوان شده در این مقاله از قابلیت دسترسی فراوان جاذب توام با تجدید پذیری و ظرفیت جذب بالا برخوردار می باشد.
روش بررسیدر این پژوهش، در مطالعه ای مروری با هدف معرفی انواع جاذب های زیستی میکروبی و مشتق شده از گیاهان به منظور حذف نیکل از محلول آبی و آشکارسازی ظرفیت جذب هر جاذب، از مقاله های یافت شده در بین سالهای 2001 تا 2020 استفاده شده است.
یافته هاتحقیقات صورت گرفته و نتایج حاصل از آن با توجه به مزایای بالقوه، استفاده از این بیومس ها به عنوان جاذب زیستی جهت حذف نیکل در محلول آبی را به عنوان چشم اندازی امیدوار کننده و دوستدار محیط زیست پیشنهاد می کند.
بحث و نتیجه گیریبراساس مطالعات ترمودینامیکی در اکثر فرآیندهای جذب زیستی نیکل با جاذب های مختلف ، مقدار منفی و مقدار مثبت گزارش گردیده است. مقدار منفی ناشی از خودبخودی بودن فرآیند و مقدار مثبت ناشی از افزایش برخوردهای تصادفی بین جامد و محلول در طول فرآیند دارد.
کلید واژگان: جذب زیستی, نیکل, جاذب زیستی, محلول های آبی, ترمودینامیکThermodynamic Study of Biosorption for Removal of Nickel Using Microbial Biomass Derived from PlantsHuman & Environment, Volume:20 Issue: 2, 2022, PP 187 -204Objective fieldThe discharge of heavy metals from various industries has negative effects on the environment and living organisms. Conventional technologies for removing heavy metals from aqueous solutions are not economically viable and, in addition to not being effective at low concentrations of metal ions, produce large amounts of chemical sludge. Nickel's biological uptake by living, inactive, microbial or plant-derived biomass is an alternative and innovative technology to remove this contamination from aqueous solutions. It has high absorbency and reabsorption capacity.
InvestigationmethodIn this research, in a review study with the aim of introducing different types of microbial and plant-derived biological adsorbents in order to remove nickel from aqueous solution and reveal the adsorption capacity of each adsorbent, articles found between 2001 and 2020 have been used.
FindingsResearch has shown that the use of these biomass as a biological adsorbent for the removal of nickel in aqueous solution is a promising and environmentally friendly prospect.
Discussion and conclusionBased on thermodynamic studies in most nickel biosorption processes with different adsorbents, the value of ∆G° is negative and the value of ∆S° is positive due to the increase of random collisions between solid and solution during the process.
Keywords: Biosorption, nickel, biological adsorbent, aqueous solutions, Thermodynamic -
اکتشاف، استخراج و بهره برداری از منابع نفتی در کشورهای نفت خیز مانند ایران با وجود فواید بسیار، موجب بروز مشکلات محیط زیستی متعددی شده است. یکی از مهم ترین این معضلات آلودگی منابع آب با ترکیبات نفتی است. یکی از رایج ترین روش های حذف آلاینده ها از محلول های آبی جذب سطحی است. در حال حاضر تحقیق روی جاذب های ارزان با قابلیت بالای حذف آلاینده از نظر اقتصادی حایز اهمیت است. در این پژوهش کارایی نانوکیتوزان برای حذف تولوین از محلول های آبی با روش جذب سطحی در مقیاس آزمایشگاهی با اثر عامل های pH، غلظت اولیه محلول تولوین، دوز جاذب و زمان تماس بررسی شد. مقادیر غلظت تولوین توسط دستگاه اسپکتروفتومترUV-Vis Array مدل Photonix Ar 2015 در طول موج 206 نانو متر آنالیز گردید. نتایج نشان داد میزان جذب تولوین با افزایش pH، افزایش دوز جاذب و افزایش زمان تماس نسبت عکس و با افزایش غلظت نسبت مستقیم دارد. با توجه به نتایج مقدار بهینه جذب تولوین در pH برابر 5، غلظت 70 میلی گرم بر لیتر، دوز جاذب 01/0 گرم بر لیتر و زمان تماس 5 دقیقه تعیین شد. یافته های تحقیق نشان داد که جاذب نانو کیتوزان کارایی بالایی در جذب تولوین از محلول های آبی دارد.کلید واژگان: تولوئن, جذب سطحی, آلودگی نفتی, نانوکیتوزانOne of the most common methods for removing pollutants from aqueous solutions is adsorption. Currently, research on cheap adsorbents with high potential for removing pollutants is economically important. In this study, the efficiency of nano-chitosan was investigated for toluene removal from aqueous solutions by adsorption method in a laboratory scale. The effect of different pH parameters, initial concentrations of toluene, absorbent dose and contact time were investigated. Toluene concentration values were analyzed by UV-Vis Array spectrophotometer Model Photonix Ar 2015 at 206 nm. The results showed that the amount of toluene adsorption increased with increasing pH, increasing the dose of adsorbent and increasing the contact time by inverse ratio and increasing the concentration of direct ratio. According to the results, the optimal amount of toluene adsorption at pH=5, concentration of 70 mg /L, absorbent dose of 0.01 g L, and contact time of 5 minutes were determined. The results of this study showed that nano-chitosan adsorbent has high efficiency in toluene adsorption from aqueous solutions.Keywords: Toluene, Adsorption, Aqueous solutions, Nano chitosan
-
Pollution, Volume:6 Issue: 3, Summer 2020, PP 543 -553
Arsenic is a highly toxic element for human beings, which is generally found in groundwater. Dissolved Arsenic in water can be seen as As+3 and As+5 states. The adsorption process is one of the available methods to remove Arsenic from aqueous solutions. Thus, this papers aims at removing Arsenic (III) from aqueous solutions through adsorption on iron oxide granules. The relation among four independent variables, namely the initial concentration of Arsenic (III), pH, adsorbent dose, and contact time have been investigated through Response Surface Methodology. Design-Expert software and Central Composite Design method have been used to design and analyze the experiments and results. Also, SEM and FTIR analysis have been conducted to characterize the absorbent morphology. The optimum initial concentration of Arsenic (III), pH, contact time, and adsorbent dosage are 30ppm, 5, 49.99min, and 8g/l, respectively. Under these optimum conditions, the Arsenic (III) removal efficiency is 67%. The predicted 2FI model shows the highest Arsenic removal coefficient (R2=0.887).
Keywords: Adsorption, Arsenic (III), Iron Oxide Granules (GFO), aqueous solutions -
زمینه و هدف
امروزه از فلزات سنگین در بسیاری از صنایع و تکنولوژی های مهم استفاده می شود که نتیجه آن تولید پساب های صنعتی آلوده و مضر برای سلامتی انسان و محیط زیست است. این پژوهش با هدف بررسی کارایی حذف کادمیم از محلول های آبی با استفاده از جاذب مناسب و جدید نانو ذرات دی اکسید منگنز بود.
روش بررسیابتدا نانو ذرات دی اکسید منگنز به روش ترسیب الکتروشیمیایی کاتدی سنتز گردید و تاثیر پارامترهای pH، زمان تماس، غلظت نانو ذرات و اثر غلظت اولیه بر فرآیند جذب کادمیم در سیستم ناپیوسته مورد بررسی قرار گرفت. جهت تعیین ویژگی های نانو ذرات دی اکسید منگنز، از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، دستگاه پراش پرتو ایکس (XRD) و دستگاه طیف سنج مادون قرمز (FTIR) استفاده گردید. ایزوترم های جذب لانگمیر و فرندلیچ و نیز سینتیک های جذب کادمیم بر روی جاذب نانو ذرات دی اکسید منگنز بر اساس مدل های هو و همکاران و لاگرگرن بررسی شد.
یافته هاتصاویر تولیدی با میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد که اندازه این ذرات 30 تا 50 نانومتر است. نتایج نشان داد که با افزایش pH، درصد حذف و ظرفیت جذب کادمیم افزایش یافت و به حداکثر خود یعنی 8/54 درصد رسید. افزایش زمان تماس باعث افزایش راندمان جذب شد. در بررسی ایزوترم های جذب، داده های آزمایشی از مدل لانگمیر تبعیت کردند. ظرفیت جذب لانگمیر 016/42 میلی گرم بر گرم به دست آمد. هم چنین داده های به دست آمده در این تحقیق برای جاذب نشان داد که جذب کادمیم از مدل سینتیک شبه مرتبه دوم تبعیت می کند.
بحث و نتیجه گیرینتایج این مطالعه نشان داد که استفاده از نانو ذرات دی اکسید منگنز به عنوان یک روش مناسب با پتانسیل بالا در حذف کادمیم از محلول های آبی می باشد.
کلید واژگان: حذف کادمیم, محلول های آبی, نانو ذرات دی اکسید منگنز, سنتز الکتروشیمیاییBackgroundToday, heavy metals are used in many important industries and technologies, which result in the production of polluted industrial effluents that are harmful to human health and the environment. The aim of this study was to investigate the efficiency of cadmium removal from aqueous solutions using a suitable new adsorbent for manganese dioxide nanoparticles.
MethodsIn order to do this, manganese dioxide nanoparticles were synthesized using cathode electrochemical deposition method and the effect of pH, contact time, MnO2 concentration and cadmium concentration on cadmium removal efficiency were investigated in a batch system. Scanning electron microscope (SEM), XRD and FT-IR were used to identify the characterization of synthesized manganese dioxide nanoparticles.
Results and DiscussionSEM results showed that the diameters of the particles were 30 to 50 nm. The other results showed that the optimum pH value for adsorption was 7. Contact time enhancement and the concentration absorbent are omitted because they make the efficiency boost. The adsorption capacity increased and the adsorption efficiency slightly increased with increasing concentration of cadmium and reducing the concentration adsorbent. Experimental data were shown the best to follow Langmuir model. Langmuir adsorption capacity, was found to be 42/016 mgg−1. The results also showed that the absorption of cadmium was obeyed from pseudo-second-order kinetic model. The overall results showed that the use of manganese dioxide nanoparticles was a suitable method with high potential for removal of cadmium from aqueous solutions.
Keywords: Cadmium removal, aqueous solutions, MnO2 nanoparticles, Electrochemical synthesis -
این پژوهش، ابتدا برخی از خصوصیات پسماند پشم سنگ مانند pH، EC، pHZPC، ترکیب شیمیایی با استفاده از آنالیز های XRD و XRF و همین طور ساختار و ریخت شناسی جاذب ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی رویشی(SEM) تعیین شد. آزمایشات جذب به صورت ناپیوسته با استفاده از محلول های آزمایشگاهی حاوی فلز سنگین کادمیوم انجام گرفت و شرایط بهینه جذب در اثر فاکتورهای مختلف pH(3، 5، 7 و 9)، غلظت اولیه یون های فلزی(1، 5، 10، 20، 50 و 100 میلی-گرم در لیتر)، زمان تماس(5، 15، 30، 60، 90 و 120 دقیقه) و مقدار جاذب(1، 2، 5، 10 و 20 گرم در لیتر) بر میزان جذب در سطوح مختلف مورد بررسی قرار گرفت. بیشترین میزان جذب با اختلاف معنی داری نسبت به سایر pHها، در 9=pH بود(میزان 50/83 درصد، 05/0˂P) و کمترین مقدار آن بدون اختلاف معنی داری با سایر pHها، در 3=pH دیده شد(میزان 50/60 درصد، 05/0˂P). میزان جذب در غلظت 5 میلی گرم در لیتر با اختلاف معنی داری بیشتر از سایر غلظت ها بود(میزان 00/75 درصد، 05/0˂P) و کمترین میزان جذب با اختلاف معنی داری نسبت به سایر غلظت ها در غلظت 100 میلی گرم در لیتر مشاهده شد(میزان 00/13 درصد، 05/0˂P). کمترین میزان جذب کادمیوم با اختلاف معنی داری نسبت به سایر زمان های تماس در زمان 5 دقیقه مشاهده شدکلید واژگان: پسماند پشم سنگ, کادمیوم(II), ایزوترم
-
امروزه به علت توسعه سریع صنایع شیمیایی، آلودگی محیط زیست در نتیجه ورود ترکیبات شیمیایی آلی و معدنی و همچنین فلزات سنگین به مشکلی جدی تبدیل شده است. جذب سطحی با استفاده پلیمرهای زیستی(نانوفیبرلیگنوسلولز و نانوفیبرکیتین) فناوری نوینی است که دوستدار محیط زیست برای کاهش و حذف فلزات سنگین از فاضلاب های صنعتی می باشد. هدف از انجام این مطالعه ارزیابی کارایی جاذب نانولیف لیگنوسلولزی (نانوفیبرسلولز حاوی لیگنین و همی سلولزها) در حذف فلزسنگین مس می باشد. درسیستم ناپیوسته پارامترهای pH (8-4)، دوز جاذب (g 5/0-1/0) ، زمان تماس (min 120-15)، غلظت اولیه فلز مس (mg/l 50-5) و درجه حرارت ( ̊C40-15) بررسی شد. نتایج با تحلیل واریانس یک طرفه (ANOVA) و آزمون دانکن جهت برآورد معنی داری تغییرات پارامتر ها مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. بر اساس نتایج، بیش ترین درصد حذف فلز مس در pH برابر 7، غلظت اولیه فلز mg/l 5، مقدار جاذب g/l 3/0 و دمای ̊C 25، برابر mg/g 8/99 مشاهده شد. با توجه به نتایج این تحقیق، از جاذب نانولیف لیگنوسلولزی (با کارایی بالای 98%) برای حذف مس از پساب های صنایع می توان استفاده نمودکلید واژگان: جذب زیستی, نانو فیبرلیگنوسلولز, مس, محلول های آبیNowadays, rapid development of the chemical industry has brought about environmental pollution, a serious threat, as a result of the entry of organic and inorganic chemicals, as well as heavy metals. Surface absorption by the use of biological polymers is a novel environmentally friendly technology for reducing and removing heavy metals from industrial wastewater. The objective of this study was to investigate the performance of lignocellulose nanofiber (LCNFs) adsorbents in the removal of Cu(II) from aqueous media. The test conditions are considered for two completely identical adsorbents. In the batch system, parameters of pH (4-8), adsorbent dosage (0.1- 0.5 g/l), contact time (15-120 min), Cu(II) initial concentration (5-50 mg/l), and temperature (15-40 °C) were studied. The results were analyzed by one-way ANOVA and Duncan's tests for significant evaluation of changes in parameters. Results showed that the highest percentage of removal of Cu(II) (99.8%.) for LCNFs at pH 7, Cu(II) concentration of 10 mg/l, adsorbent dosage of 0.3 g/l, contact time of 60 min at temperature of 25 °C was obtained. This study showed that LCNFs adsorbents are considered as an optimal adsorbent for removal Cu(II) by removing more than 98% of Cu(II) from aqueous solutionsKeywords: Bioadsorbent, Lignocellulose Nano, fibers, Cu(II), Aqueous solutions
-
امروزه یکی از مهم ترین مشکلات زیست محیطی، آلودگی فاضلاب های صنعتی حاوی فلزات سنگین است. کروم شش ظرفیتی به عنوان فلز سنگین، یکی از آلاینده های مهم محیط زیست محسوب می شود. هدف از این تحقیق استفاده از شبکه عصبی برای مدل سازی حذف کروم با استفاده از نانو ذرات اکسید آهن (Fe2O3) و مقایسه آن با روش های آزمایشگاهی می باشد. تاثیر عوامل مهمی مانند pH، غلظت اولیه محلول، مقدار جاذب، زمان تماس و دما بر روی فرآیند حذف کروم بررسی شد. بیش از 90% کروم تحت شرایط 3=pH، غلظت اولیه کروم 10میلی گرم در لیتر، مقدار نانو ذره 1 گرم در لیتر، زمان تماس 60 دقیقه و در دمای 27 درجه سانتی گراد حذف گردید. با توجه به نتایج به دست آمده، مدل شبکه عصبی توانست بازده جذب کروم را با تابع انتقال تانژانت سیگموییدی در لایه پنهان و تابع انتقال محرک خطی در لایه خروجی پیش بینی کند. الگوریتم لونبرگ- مارکوارت با توجه به خروجی شبکه با حداقل میانگین مربعات خطا (MSE) برای آموزش و اعتبار سنجی اعمال گردید. ضریب هم بستگی بالای حاصل از مدل سازی شبکه عصبی (996/0R2ANN =) و نزدیک بودن به ضریب هم بستگی نتایج تجربی (998/0 = R2Exp) نشان داد که مدل قادر به پیش بینی حذف کروم از محلول های آبی با استفاده از نانو ذرات اکسید آهن می باشد.کلید واژگان: حذف, شبکه عصبی مصنوعی, غلظت کروم, نانو ذرات اکسید آهنNowadays, one of the most important environmental pollution is heavy metals industrial wastewater. Among the various types of heavy metals, chromium is one of the hazardous and toxic environmental pollutants. In order to prevent damage caused by chromium, it seems essential to prevent its entrance to the environment. The purpose of this study was modelling chromium removal using iron oxide nanoparticles through artificial neural network model for estimating the best removal Cr(VI) model. The optimum conditions (more than 90% removal efficiency) achieved were at pH=3, initial concentration of Cr = 10 mg/L; dosage of Fe2O3 = 1 g/L; contact time = 60 minutes, and temperature =25 . After backpropagation (BP) training, the ANN model was able to predict adsorption efficiency with a tangent sigmoid transfer function (Tansig) at hidden layer with 11 neurons and a linear transfer function (Purelin) at out layer. The Levenberg-Marquardt algorithm (LMA) was applied, giving a minimum mean squared error (MSE) for training and cross validation at the ninth place of decimal. The high correlation coefficient (R2ANN = 0.996) between the model and its closeness to the experimental coefficient (R2Exp = 0.998) showed that the model is able to predict the removal of Cr(VI) from aqueous solutions by iron oxide nanoparticles.Keywords: Removal, Chromium, Iron oxide nanoparticles, Aqueous Solutions, Neural network
-
The aim of this study was to evaluate the ability of microalgae Spirulina platensis and Chlorella vulgaris to remove nitrate and phosphate in aqueous solutions. Spirulina platensis and Chlorella vulgar is microalgae was collected in 1000 ml of municipal water and KNO3, K2HPO4 was added as sources of nitrate and phosphate in three different concentrations (0.25, 0.35 and 0.45g/L). During the growth period, the concentration of nitrate and phosphate was recorded at 1, 4, 6 and 8 days. The highest nitrate removal on the 8 day for Chlorella vulgaris was 89.80% at the treatment of 0.25g/L and for Spirulina platensis was 81.49% at the treatment of 0.25g/L. The highest phosphate removal for Spirulina platensis was 81.49% at the treatment of 0.45g/L and for Chlorella vulgaris was 88% at the treatment of 0.45g/L. The statistical results showed that the amount of phosphate and nitrate removal during different time periods by Chlorella vulgaris depicted a significant difference at PKeywords: Aqueous solutions, Chlorella vulgaris, Microalgae, Spirulina platensis, Wastewater
-
هدف از این پژوهش سنتز نانو ذرات دی اکسید منگنز (MnO2) و تعیین کارآیی آن در حذف سرب از محلول های آبی بود. به این منظور نانو ذرات دی اکسیدمنگنز به روش الکتروشیمیایی کاتدی سنتز گردید و تاثیر پارامترهایpH، زمان تماس، مقادیر جاذب و اثر غلظت اولیه بر فرآیند جذب سرب در سیستم ناپیوسته مورد بررسی قرار گرفت. ایزوترم های جذب لانگمیر و فرندلیچ و همچنین سینتیک های جذب سرب بر روی جاذب نانو ذرات دی اکسید منگنز بر اساس مدل های هو و همکاران و لاگرگرن بررسی شد. جهت مشخصه یابی و بررسی مورفولوژیکی نانو ذرات دی اکسید منگنز (MnO2) از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) ، دستگاه پراش نگار اشعه ایکس (XRD) و طیف سنج مادون قرمز (FTIR) استفاده گردید. تصاویر تولیدی با میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد که اندازه این ذرات 30 تا 50 نانومتر است. نتایج نشان داد که با افزایش pH محلول آبی از 3 تا 6، درصد و ظرفیت جذب سرب افزایش می یابد، به طوری که در pH برابر با 6 میزان جذب به حداکثر خود رسید ولی در pH برابر 7 کاهش یافت. لذا pH بهینه برای حذف سرب با استفاده از نانو ذرات دی اکسید منگنز برابر با 6 بدست آمد. افزایش زمان تماس باعث افزایش راندمان حذف شد. نتایج نشان داد که با افزایش غلظت یونهای سرب ظرفیت جذب افزایش ولی راندمان جذب کاهش می یابد. به طور کلی نتایج این مطالعه نشان داد که استفاده از نانوذرات دی اکسیدمنگنز به عنوان یک روش مناسب باپتانسیل بالا درحذف سرب از محلولهای آبی است.کلید واژگان: پالایش سرب, نانو ذرات, دی اکسید منگنز, الکتروشیمیایی, محلول های آبیThe objectives of this research were to synthesize manganese dioxide nanoparticles and determine their efficiency in the removal of lead from aqueous solutions. Consequently, manganese dioxide nanoparticles were synthesized by the cathode electrochemical deposition method and the effect of pH, contact time, lead concentration and quantity of nanoparticles on lead removal efficiency were investigated through the batch system. A scanning Electron Microscope (SEM), XRD and FTIR were used to characterize the synthesized manganese dioxide nanoparticles. SEM results showed that the diameter of the particles is 30-50 nm and the results also showed that the optimum pH value for adsorption was 6. The adsorption capacity increased and the adsorption efficiency decreased with increasing concentration of lead ions and by reducing the amount of adsorbent. In a study of the adsorption isotherm, experimental data from the Langmuir model to follow. The data obtained in this study showed that the absorption of lead absorption kinetics model obeys the model of Hu and colleagues. The overall results of this study showed that the use of manganese dioxide nanoparticles was a suitable method with high potential for the removal of lead from aqueous solutions.Keywords: Removal of Lead, Manganese Dioxide Nanoparticles, Electrochemical Synthesis, Aqueous Solutions
-
Pollution, Volume:1 Issue: 4, Autumn 2015, PP 403 -415An adsorbent was developed from matured leaves of the Aloe barbadensis miller plant for removing Pb(II) from aqueous solutions. Adsorption was carried out in a batch process with several different concentrations of Pb(II) by varying amount of adsorbent, pH, agitation time and temperature. The uptake of the metal was initially very fast, but gradually slowed down indicating penetration into the interior of the adsorbent particles. The experimental data closely followed both Langmuir and Freundlich isotherms. A small amount of the adsorbent (1 g/50ml) could remove as much as 86% of Pb(II) in 35 min from a solution of concentration 0.3 mg/50ml at 25°C. The adsorption continuously increased in the pH range of 2.0–5.0, beyond which the adsorption could decrease up to pH 7.0 when the adsorption could not be carried out due to precipitation of the metal. The adsorption was exothermic at ambient temperature and computation of the parameters, ΔH, ΔS and ΔG, which indicated the interactions to be thermodynamically favorable.Keywords: adsorption, Aloe barbadensis miller, aqueous solutions, heavy metals
-
Cyanide ion, is an environmentally significant pollutant in many industrial wastewaters. Therefore, a considerable number of methods have been studied for the wastewater treatment containing cyanide. the goal of our work consists in applying a simple and economic process for solving this problem of pollution. The removal of cyanide ions by using three anion exchange membranes has been studied under Donnan dialysis conditions as a function of initial concentration of cyanide, receiver phase composition and co-existence anions in the feed phase. The feasibility of the system was examined and the highest cyanide removal was obtained when the initial concentration of cyanide on the feed phase was 10-2 M. In addition, the accompanying counter-anions were also influenced in the cyanide transport in the order chloride > hydrogenocarbonate > sulphate. It was also observed that the cyanide transport efficiency of the Neosepta AFN was higher than that of the Neosepta AM3 and IONAC MA3475XL membranes. The better result for AFN membrane was obtained with chloride ion as a counter-anion in the receiver phase.Keywords: Cyanide, Aqueous solutions, Donnan dialysis, AFN, Anion exchange membrane
-
در این تحقیق نانوذرات مغناطیسی هیدروکسی آپاتیت به روش هم رسوبی ساخته شدند. نانوذرات ساخته شده با استفاده از دستگاه های الگوی پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM)، اسپکتروفوتومتری تبدیل فوریه مادون قرمز (FT-IR) و مغناطیس سنج نمونه ارتعاشی (VSM) مشخصه یابی شدند. الگوی پراش پرتو ایکس نمونه ها ساختار هگزاگونال هیدروکسی آپاتیت و تتراگونال مگمایت را تایید کرد. نتایج میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی، نانوذرات تقریبا کروی شکل را نشان داد. میانگین اندازه نانوذرات 2±19 نانومتر بود. تبدیل فوریه مادون قرمز نشان دهنده تشکیل پیوند های مورد انتظار بود. منحنی پسماند نانوذرات نشان داد که میزان نیروی وادارندگی نانوذرات تقریبا صفر است و نانوذرات خاصیت ابرپارامغناطیس از خود نشان می دهند. در نهایت نانوذرات تهیه شده به منزله جاذب برای حذف یون های کادمیوم از محیط های آبی به کار گرفته شدند. در آزمایش های ناپیوسته جذب یون های کادمیوم اثر عواملی مانند: pH، مقدار جاذب، زمان تعادل و غلظت اولیه یون های کادمیوم بررسی شدند. در گستره PH 5 تا 7، زمان تماس 30 دقیقه، مقدار جاذب 0/1 گرم و غلظت اولیه 10 تا 20 میلی گرم بر لیتر میزان جذب حداکثر بود. فرایند جذب از مدل هم دمای لانگمویر تبعیت کرد و بیشینه ظرفیت جذب یون های کادمیوم mg/g 84/746 به دست آمد. نتایج آزمایش های مربوط به جذب یون های کادمیوم نشان داد که نانوذرات مغناطیسی هیدروکسی آپاتیت دارای درصد حذف بالا و زمان تعادل کوتاه (30 دقیقه) بودند و می توانند به منزله روشی کارآمد در حذف یون های کادمیوم از محیط های آبی استفاده شوند.
کلید واژگان: روش هم رسوبی, کادمیوم, محیط های آبی, نانوذرات مغناطیسی, هیدروکسی آپاتیتIntroductionEnvironmental pollution by heavy metals is one of the most commonly-encountered problems in many areas in which biological controls have not been implemented. As these metals are non-biodegradable, they remain in the nature for a long time, and through deep percolation into underground water they can cause degradation of ecosystems. The uptake of these elements by plants and their inclusion in the chain of human and animal food is a great risk for the environment and the human being health. Due to non-biodegradable property of Cadmium and some other toxic heavy metals, these metals remain in the environment for a long time. Cadmium is one of the most toxic heavy metals and it has been reported to cause renal dysfunction, hyper-tension, lung insufficiency, bone lesions, cancer, and etc. The principal industrial sources of Cd in the environment are electroplating, smelting, alloy manufacturing, pigments, plastic, battery, mining and refining processes. In the recent years there have been some reports on the use of inorganic absorbents for separating and removing heavy metals from aqueous solutions. Due to the availability, cost-effectiveness, stability against oxidation and reduction conditions and the possibility of recycling, inorganic adsorbents are economically viable. Traditional inorganic adsorbents with a low surface area lose their ability to absorb. Thus, making high capacity adsorbents for fast and easy removal of contaminants is a necessary step. One of the outstanding characteristics of fast-emerging nanotechnology studies is the high surface area to volume ratio of nanomaterials. Because of these outstanding features and other unique properties, nanoparticles may have potential to absorb pollutants from contaminated environments. So far, many technologies to remove heavy metals from aqueous solutions including chemical precipitation, ion exchange, membrane technologies, electrodialysis, and biosorption have been developed. Many of these methods have disadvantages such as high cost of operation, the high sludge, and secondary contamination. Nanoparticles with extremely small size and high ratio of surface-area to volume, provide better kinetics for the adsorption of metal ions from aqueous solutions. Hydroxyapatite as one of the major components of bones and teeth are widely used in biomedical and dental applications, drug delivery, and waste water remediation because of biocompatibility, low solubility, ion exchange and high sorption capacity of heavy metals. Magnetic separation technology as an efficient, fast and economical method for separating magnetic materials has been widely used in textile, biology, and environmental protection. In this study, magnetic hydroxyapatite nanoparticles were synthesized by co-precipitation method. The nanoparticles were characterized by x-ray diffraction (XRD), Field Emission Scanning Electron Microscopy (FESEM), Fourier Transform Infrared spectroscopy (FT-IR), Vibrating Sample Magnetometer (VSM). Finally, the produced nanoparticles were used as adsorbents for the removal of cadmium ions from aqueous solutions. In batch experiments, the effects of pH, evaluation time and initial concentration of Cd2+ ions on adsorption were investigated.Materials And MethodsFeCl2·4H2O, FeCl3·6H2O, NH4OH (25%), Ca (NO3) 2·4H2O and (NH4)2HPO4 were purchased from Merck. All the solutions for the metal adsorption experiments were prepared using their nitrate salts. The amount of FeCl2·4H2O (1.85 mmol) and FeCl3·6H2O (3.7 mmol) was dissolved in 30mL of deoxygenated water under nitrogen atmosphere at room temperature, and then 10mL of NH4OH solution was added to the resulting solution under vigorous mechanical stirring (300 rpm). A black precipitate was produced instantly. After 15 min, up to 50mL of Ca(NO3)2·4H2O (33.7 mmol) and 50mL of (NH4)2HPO4 (20 mmol) solutions whose pH were all adjusted to 11 were drop wise added, simultaneously to the obtained precipitate solution for 30 min with mechanical stirring. The resulting puce suspension was heated at 110 ◦C for 2 h and then the mixture was cooled to room temperature and aged for 24 h without stirring. The obtained precipitate was separated by a magnet, washed repeatedly with deionized water till neutrality, dried in the drying oven at 110◦C, and grinded with mortar. The final products were the prepared magnetic hydroxyapatite nanoparticles adsorbents. The adsorption behavior of the magnetic hydroxyapatite nanoparticles for Cd2+ions was investigated by means of the batch experiments at 24±1°C. A known amount of magnetic hydroxyapatite nanoparticles was mixed with 50 mL of the corresponding Cd2+ solution over a period of time on a shaker at 150rpm. After that, the aqueous phase was separated by magnetic decantation; the concentration of Cd2+ in the solution was determined by using an atomic absorption spectrometer. In order to determine the optimum of pH, 0.05g of magnetic hydroxyapatite nanoparticles were added to 8 flask containing cadmium and under different pH conditions, the removal efficiency of cadmiumions by the adsorbent was detected. To evaluate the optimum dosage of magnetic hydroxyapatite nanoparticles adsorbent, 3–10 mg of freshly prepared magnetic hydroxyapatite nanoparticles was added to 50.0mL of aqueous solution containing 50.0mg/L Cd2+. The results showed that increasing the amount of adsorbent, the adsorption efficiency of Cd2+ due to increased absorption of available sites, has increased the effect of contact time on the adsorption of Cd2+ by magnetic hydroxyapatite nanoparticles (pH of the solution: 5.5, amount of adsorbent: 0.1g, Cd2+ concentration 50 ppm; temperature: 25±1°C). Sorption isotherms were obtained by equilibrating magnetic hydroxyapatite nanoparticles with metal solutions of different initial concentrations: 10-300 mg/l for 30 min. After separation, the final concentrations of metal in the solutions were measured. The adsorption capacity was calculated according to the following equation: qe = (C0 − Ce)V/m The removal efficiency of lead ions was calculated by the difference of lead ion concentrations in aqueous solution using the equation expressed as follows: R% = (C0 – Ce)/C0× 100 Where, qe (mg/g) is the amount of lead ions adsorbed onto the unit amount of the adsorbent, C0 (mg/L) is the initial lead ion concentration, Ce (mg/L) is the final or equilibrium lead ion concentration, V (L) is the volume of the solution, and m (g) is the adsorbent weight in dry form. The Langmuir and Freundlich models were used to describe the relationship between the absorbed amount of Cd2+ and its equilibrium concentration in solution. To determine whether the Cd2+ adsorption process by magnetic hydroxyapatite nanoparticles is favorable or unfavorable for the Langmuir type adsorption process, the isotherm shape can be classified by a term “RL”. RL values are ranged from 0 to 1 and indicate favorable adsorption, while RL >1, RL =1,and RL =0 indicate unfavorable, linear, and irreversible adsorption isotherms. Phase composition of the samples were characterized using a X-ray diffractmeter (XRD, Model pw-18/40, Philips, Germany) with CuKα (λ = 1.5418 Å) incident radiation over the 2θ range of 10–80◦ at room temperature with a step size of 0.02◦. The morphology of particles was investigated by scanning electron microscopy (SEM, Model VEGAII, XMU, Tescan, Czech Republic). To study the chemical structure of samples, Fourier Transform Infrared spectroscopy (FTIR, Model: EQUINOX55, Bruker, Germany) was used. For this, the samples prepared from 1:80 magnetic hydroxyapatite nanoparticles -KBr mixtures (by weight) were compacted into pellet form and then scanned from 4000 to 400 cm−1. The magnetization measurements were performed at room temperature using vibrating magnetometer. The concentration of Cd2+ in the solution was determined by using an atomic absorption spectrometer (Analytic jena- verio6).ConclusionsIn this study, magnetic hydroxyapatite nanoparticles were synthesized by co- precipitation method, and the adsorption potential of nanoparticles for the removal of Cd2+ from aqueous solutions was investigated. The experimental results confirm that this adsorbent has the potential application for removal of Cd2+ from aqueous solution. The nanoparticles were characterized by x-ray diffraction, Field emission scanning electron microscopy, FTIR, and vibrating sample magnetometer. The effect of contact time, initial metal ions concentrations, pH, adsorbent dosage was discussed. The XRD patterns of samples confirm the hexagonal structure of hydroxyapatite and tetragonal structure of maghemite. This pattern indicates that the diffraction peaks are in agreement with the standard card (0566-074-01 ICSD) of hydroxyapatite and (0566-013-01 ICSD) of the tetragonal of maghemite. FESEM image of the nanoparticles showed almost spherical shape. The average size of nanoparticles was 19±2.FTIR spectroscopyreveals expected bondsformation. Magnetic properties of nanoparticles prepared at room temperature were studied in the range of 10000 ± Oe. Hysteresis curves of nanoparticles showed that the saturation magnetization and coercivity of the nanoparticles was 2.8 emu/g and 0 Oe, respectively. The nanoparticles indicate super-paramagnetic behavior. The super-paramagnetic property of the magnetic hydroxyapatite nanoparticles is critical for their application in industrial catalysis, environmental protection, biomedical and bioengineering field, which prevents them from aggregation and enables them to re-disperse rapidly when the magnetic field is removed. Finally, the produced nanoparticles were used as adsorbents for the removal of Cd2+ from aqueous solutions. In batch experiments, the effects of pH, evaluation time, adsorbent dosage and initial concentration of Cd2+ ions on adsorption were investigated. The highest removal efficiency of Cd2+ was in the range pH = 5-7. The removal efficiency increases with time in the first 30 min. Then, the adsorption curve reached equilibrium after this time. Removal efficiency increased as the adsorbent dosage was raised. When a dosage of 0.1 g was used, the removal efficiency reached 96%, indicating that the composite adsorbent magnetic hydroxyapatite nanoparticles showed strong affinity to Cd2+. The adsorption was relatively fast and the equilibrium was established within 30 min to be considered the adsorption isotherm data could be well described by Longmuir equation. The RL values in this study were in the range from 0.045 to 0.488 which indicated the favorable adsorption between Cd2+ and magnetic hydroxyapatite nanoparticles sorbent. Maximum adsorption capacities of Cd2+ were 84.746 mg/g. The results of adsorption experiments indicated that magnetic hydroxyapatite nanoparticles have high adsorption efficiency with short reaction time (30 min) and can be very effective to remove Cd2+ ions from aqueous solution. The most prominent advantage of prepared magnetic hydroxyapatite nanoparticles adsorbents with super-paramagnetism and adsorption capacities was the separation convenience from aqueous solutions.Keywords: aqueous solutions, cadmium, co, precipitation method, hydroxyapatite, magnetic nanoparticles -
آلودگی محیط زیست توسط فلزات سنگین به خوبی به رسمیت شناخته شده است و می تواند برای موجودات زنده مضر باشد. فلزات انتقال یافته به محیط زیست ممکن است دستخوش تحولات شده و بر محیط های آبی، سلامت عمومی و اقتصاد تاثیر بزرگی داشته باشند و با توجه به اثرات جدی زیست محیطی و بهداشتی فاضلاب حاوی کروم (VI) باید با آن قانونمند برخورد شود. در این مقاله هدف بررسی حذف کروم شش ظرفیتی از محلول های آبی توسط برگ زرشک می باشد. اثر پارامترهای مختلفی نظیر اسیدیته، زمان تماس، مقدار جاذب و غلظت اولیه در حالت ناپیوسته مورد بررسی قرار گرفته است. یافته های این بررسی نشان می دهد حداکثر فرایند جذب در اسیدیته برابر 2، غلظت اولیه 80 میلی گرم بر لیتر و دمای 25 درجه سانتیگراد با زمان تماس 10دقیقه و سرعت 200دور بر دقیقه صورت می گیرد. ارزیابی نتایج تجربی با مدل های ایزوترم وسینتیک نشان می دهد که فرایند جذب با ایزوترم لانگمویر و مدل سنتیکی شبه مرتبه دوم بهترین تطابق را دارد.کلید واژگان: محلول های آبی, حذف کروم, برگ زرشک, ایزوترمIt is now well recognized that heavy metals in the environment cause pollution that can be harmful to living organisms. Without control, heavy metals that are transferred to the environment may undergo significant changes and have a serious impact on aquatic environments, public health and economics. In view of the serious detrimental effect to the environment and health of wastewater containing Cr (VI), there is an urgent need for regulation. The objective of the present study was to investigate Cr (VI) removal from aqueous solutions using barberry leaves. The effects of parameters such as acidity, contact time, sorbent dose and initial concentration were evaluated for batch mode. Results showed maximum adsorption in an acidic medium at pH level 2; initial Cr(VI) concentration of 80 mg L−1 and temperature of 25◦C with a contact time of 10 min at 200 rpm stirring speed. Test results were analysed by adsorption isotherms and kinetics modelling and the best adaptation was made by the Langmuir isotherm and the second best by the para-stage synthetic model.Keywords: chromium removal, aqueous solutions, barberryleaves, Isotherm.
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.