نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 استادیار،گروه آلودگی محیط زیست، دانشکده کشاورزی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران
2 کارشناسی ارشد، گروه آلودگی محیطزیست، دانشکده کشاورزی ،دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران
چکیده
فلز نیکل بسیار سمی بوده و بهطور مستقیم با خطر سلامتی مانند آسیب به کلیه، کبد و سیستم عصب مرکزی ارتباط دارد. در این پژوهش پتانسیل پر مرغ برای حذف نیکل از محلول آبی ارزیابی و از مدلهای ایزوترم فروندلیچ، لانگمویر و تمکین برای توصیف جذب زیستی نیکل بر روی پر مرغ استفاده شد. در سیستم ناپیوسته پارامترهای pH (3-8)، دوز جاذب (g 06/0- 01/0)، زمان تماس (min120 -15)، غلظت اولیه فلز نیکل (mg/l 200-5) و دما (°C40-15) بررسی شد. مطالعات نشان داد حداکثر راندمان جذب نیکل در شرایط 6=pH، غلظت mg/l 50، زمان تماس min 60، دمای محیط°C 25 و جرم جاذب g 03/0 رخداده است. پارامترهای ترمودینامیکی شامل تغییرات انرژی آزاد گیبس (∆G)، آنتالپی (∆H) و آنتروپی (∆S) نشان داد که فرآیند جذب فلز نیکل در محدوده دمایی 288 تا K313 خود به خودی و گرماگیر است. ضرایب تبیین بهدستآمده بین دادههای اندازهگیری شده مدل شبه مرتبه دوم (95/0=R2) و مدل شبه مرتبه اول (65/0=R2) نشان داد که مدل شبه مرتبه دوم دادههای آزمایشگاهی را بهتر توصیف میکند. همچنین روابط مربوط به ایزوترم لانگمویر، فروندلیچ و تمکین برای جذب نیکل توسط نانو ذرات پر مرغ نشان داد، ایزوترم فروندلیچ (87/0=R2) نسبت به لانگمویر (08/0=R2) و تمکین (67/0=R2) برای توصیف فرآیند جذب مناسبتر بوده و مطابقت بیشتری با دادههای آزمایشگاهی دارد. با توجه به نتایج این پژوهش از جاذب نانوذرات پر مرغ با کارایی بالای 8/96% برای حذف نیکل از محلولهای آبی میتوان استفاده کرد.
کلیدواژهها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
Removal of Nickel (II) ions from Aqueous Solutions Using Chicken Feather Nanoparticles: Study of Kinetic, Isotherm and Thermodynamic Models
نویسندگان [English]
- Hassan Rezaei 1
- Sanaz Naseri 2
1 Assist. Professor, Department of Environmental Pollution, Faculty of Agriculture, University of Agricultural Sciences and Natural Resources (GUASNR), Gorgan, Iran
2 M.Sc., Department of Environmental Pollution, Faculty of Agriculture, University of Agricultural Sciences and Natural Resources (GUASNR), Gorgan, Iran
چکیده [English]
Nickel is highly toxic and directly associate with health risk such as damage to kidney, liver and central nervous system. This study evaluated the potential of a chicken feather for the removal of nickel from aqueous solutions. Freundlich, Langmuir and Temkin isotherm models were used to characterize the bio sorption of the mentioned metal onto the chicken feather. In the batch system, parameters of pH (4-8), adsorbent dosage (0.01- 0.06 g/l), contact time (15-120 min), nickel initial concentration (5-200 mg/l), and temperature (15-40 °C) were studied. Studies have shown that the maximum Nickel uptake efficiency occurred at pH = 6, concentration of 50 mg / g, contact time of 60 minutes, ambient temperature of 25 ° C and adsorbent mass of 0.03 g. The thermodynamic parameters such as Gibb's Free Energy (ΔG), Enthalpy (ΔH) and Entropy (ΔS) indicated that the adsorption of nickel ion were spontaneous and endothermic at 288–313 °K. Comparing the determination coefficients between measured data and obtained value from pseudo- second-order model (R2 = 0.95) and pseudo- first-order model (R2 = 0.65) showed that the pseudo- second-order model describes experimental data better. Also, comparing the Langmuir, Freundlich and Temkin isotherm for nickel adsorption by chicken feather nanoparticles showed that Freundlich isotherm (R2 = 0.87) was more proper than Langmuir isotherm (R2 = 0.82) and Temkin isotherm (R2 = 0.67) in describing adsorption process. According to the results of this study, chicken feather nanoparticles adsorbent with a high efficiency of 96.8% can be used to remove Nickel from aqueous solutions.
کلیدواژهها [English]
- Adsorption
- Chicken Feather
- Heavy Metal
- Isotherm
- Kinetic