بررسی مقایسه‌ای ایزوترم‌های جذب سطحی سرب توسط جاذب‌های نانوفیبرکیتین و نانوفیبرلیگنوسلولز از محلول‌های آبی

نوع مقاله: مقاله اصلی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد،گروه آلودگی محیط زیست، دانشکده کشاورزی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران

2 استادیار، گروه آلودگی محیط زیست، دانشکده کشاورزی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران

3 استادیار، گروه مهندسی چوب و کاغذ، دانشکده کشاورزی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران

چکیده

ایزوتوپ‌های متعدد  فلز سنگین سرب از طریق پساب صنایع وارد محیط‌های آبی می‌شود و فرآیند جذب سطحی با نانو جاذب‌های طبیعی، یکی از روش‌های مناسب برای تصفیه آب می‌باشد. هدف از انجام این مطالعه بررسی سازوکار جذب سرب با استفاده از بررسی ایزوترم جذب نانوالیاف کیتین و لیگنوسلولز است. شرایط آزمایش برای دو جاذب به­طور کامل یکسان در نظر گرفته شد. جهت بررسی توان جذب این فلز، متغیرهایی همچون pH، غلظت اولیه سرب و درصدهای متفاوتی از دوز جاذب مورد بررسی قرار گرفتند. برای مطالعه ایزوترم جذب مدل‌های دو پارامتری لانگمویر، فرندلیچ، تمکین و دابنین-رادوشکویچ و مدل‌های سه پارامتری ردلیچ پترسون و سیپس بررسی و مقایسه شدند. بالاترین ضریب همبستگی (R2) به‌عنوان بهترین مدل ایزوترم جذب سرب انتخاب گردید. با توجه به نتایج به‌دست آمده، از داده‌های نانوالیاف کیتین، داده‌ها با دو مدل سیپس (R2=9992/0) و لانگمویر (R2=9996/0) مطابقت بیش‌تری داشتند. تطابق بهتر داده‌ها با دو مدل سیپس و لانگمویر با توجه به بیش‌تر بودن ضریب R2 بیانگر همگن بودن ساختار جاذب و تک‌لایه‌ای بودن فرایند جذب سطحی نانوالیاف کیتین است. برای نانوالیاف لیگنوسلولز بیش‌ترین میزان ضریب همبستگی برای مدل لانگمویر (9997/0) و ردلیچ - پترسون (9338/0) به‌دست آمد. بنابراین داده‌های این جاذب با هر دو مدل مطابقت داشته اما با مدل لانگمویر بهتر توصیف شدند. این امر بیانگر همگنی سطح جاذب بوده است. قرارگیری پارامتر RL به‌دست آمده از مدل لانگمویر دو جاذب در محدوده صفر و یک، بیانگر مطلوب بودن سیستم جذبی این مدل است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Comparative Study of the Absorption Isotherms of Lead by Lignocellulose Nano-Fibers (LCNFS) and Chitin Nano-Fibers (CNFS) from Aqueous Solutions

نویسندگان [English]

  • Saeedeh Rastgar 1
  • Hassan Rezaei 2
  • Hossein Yousefi 3
1 M.Sc., Department of Environmental Pollution, Faculty of Agriculture, University of Agricultural Sciences and Natural Resources (GUASNR), Gorgan, Iran
2 Assist. Professor, Department of Environmental Pollution, Faculty of Agriculture, University of Agricultural Sciences and Natural Resources(GUASNR), Gorgan, Iran
3 Assist. Professor, Department of Wood and Paper Engineering, Faculty of Agriculture, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources (GUASNR), Gorgan, Iran
چکیده [English]

Multiple isotopes of lead, heavy metal, are introduced into the aquatic environment through industrial wastewater. Absorption process using natural nano-adsorbents is a suitable method to treat water. The aim of this study was to investigate the mechanism of lead absorption by investigating the isotherm of LCNFs and CNFs adsorption. The experimental conditions considered for two absorbents were completely identical. Variables such as pH, initial concentration of lead and adsorbent dose were investigated to determine the absorption of lead. In order to study adsorption isotherms, the Langmuir, Freundlich, Tamkin, and Dubinin-Radushkevich models were compared and the three-parameter models of Redlich Petersen and Sipes were compared and the highest correlation coefficient (R2) was selected as the best lead isotherm model. According to the results obtained from the CNFs, the data were more consistent with the two models of Sipes (R2 = 0.9992) and Langmuir (R2 = 0.9996). Better matching of the data with the two Sipes and Langmuir models, due to the higher coefficient of R2, indicates the homogeneity of the adsorbent structure and the single-layered nature of the absorption of CNFs, and the highest correlation coefficient for the Langmuir model is for the LCNFs (0.9997) and Redlich-Patterson (0.9338). Therefore, the adsorbent data were consistent with both models, but were better described by the Langmuir model, which shows homogeneity of the adsorbent level. The positioning of the RL parameter obtained from the Langmuir model of two adsorbents in the range of 0 and 1 showed that the absorption system of this model is suitable.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Isotherm
  • Adsorption
  • Adsorbent
  • Nano-fibers
  • Heavy metal