مطالعه سازوکار و سینتیک جذب از محلول آبی دارای یون های روی و مس با لیگنین کرافت کربوکسی متیل دارشده

جاذب های بر پایه لیگنین یکی از مواد متداول برای حذف فلزات سنگین در تصفیه پساب ها و برای جذب فلزات در استخراج آن ها از معادن هستند. بنابراین به نظر می رسد، لیگنین و به ویژه مشتق کربوکسی متیل دارشده آن قابلیت جذب کاتیون های روی و مس در محلول آبی دارای هر دو کاتیون را در شرایط عملیاتی مختلف داشته باشد.

ابتدا، لیگنین در اثر واکنش با سدیم کلرواستات، کربوکسی متیل دار شد. آزمون های شناسایی شامل طیف سنجی زیرقرمز تبدیل فوریه (FTIR)، طیف سنجی رزونانس مغناطیسی هسته پروتون (1H NMR)، تیترکردن اسید-باز، تعیین pHpzc (نقطه pH با بار صفر) و پتانسیل زتا به منظور شناسایی نمونه انجام شد. همچنین، برای تعیین غلظت یون ها از آزمون جذب اتمی استفاده شد.

نتایج آزمون های شناسایی نشان داد، در اثر واکنش لیگنین با سدیم کلرواستات، گروه های هیدروکسیل آروماتیک لیگنین از بین رفته و غلظت گروه های کربوکسیل افزایش یافته است. بنابراین استنباط شد، لیگنین با موفقیت کربوکسی متیل دار شده است. نتایج جذب یون های روی (II) و مس (II) نشان داد، بیشترین جذب مس در مقایسه با روی در مجاورت جاذب لیگنین اصلاح شده در pH نزدیک به 4 اتفاق می افتد. در مطالعات سینتیکی مشخص شد، جذب هر دو یون از مدل سینتیکی شبه درجه دوم پیروی می کنند. در مطالعات هم دما، مدل Sips بهترین عملکرد را برای هر دو نمونه لیگنین و لیگنین اصلاح شده داشت. بیشترین ظرفیت جذب یون   روی و مس برای لیگنین کربوکسی متیل دارشده، به ترتیب 0.25 و  0.37mmol/g به دست آمد که نسبت به لیگنین بهبود شایان توجهی نشان داد. اما، گزینش پذیری مس کاهش داشت. این بهبود می تواند به طور عمده به دلیل افزایش تعداد موقعیت های فعال روی جاذب اصلاح شده باشد.