نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه محیط‌زیست، دانشکده علوم پایه، واحد همدان، دانشگاه آزاد اسلامی، همدان، ایران

2 گروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی و مهندسی، واحد گچساران، دانشگاه آزاد اسلامی، گچساران، ایران

چکیده

در این پژوهش، کارایی غشاهای نانوفیلتراسیون نانوکامپوزیتی با لایه نازک (TFN) ساخته شده با استفاده از پلیمریزاسیون سطحی در ترکیب با نانوذرات سلولز اصلاح شده (mNC) در حذف یون فلزات سرب و کروم از محلول‌های آبی بررسی شد. خصوصیات ظاهری نانوذرات اصلاح شده و غشاهای نانوکامپوزیتی نیز با استفاده از TEM ،SEM ،FT-IR ،AFM و پتانسیل زتا بررسی شد. نتایج نشان داد که شار آب در غشای TFN2 از 42 به L/m2/h 125 افزایش یافت. به‌علاوه، نرخ حذف یون عناصر سرب و کروم به ترتیب برابر با 88 و %99 حاصل شد. از طرفی، با افزایش pH، نرخ حذف فلزات افزایش یافت، به طوری که، در 8.5 = pH، نرخ حذف سرب و کروم به ترتیب برابر با 93 و %100 بود. همچنین، در این شرایط، فرآیند جذب از ایزوترم لانگمویر با ضریب تعیین برابر با 0.996 و 0.994 به ترتیب برای عناصر سرب و کروم پیروی کرد و علاوه بر آن، با توجه به مقادیر ضریب تعیین RMSE، داده های جذب از مدل سینتیکی شبه مرتبه دوم پیروی کردند. به‌طور کلی، از غشای سنتزشده نانو کامپوزیت نانوفیلتراسیون با تعبیه نانوبلورهای اصلاح شده سلولز می‌توان در حذف موثر یون عناصر سرب و کروم از محلول های آبی استفاده کرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Efficient Removal of Pb(II) and Cr(III) Ions from Aqueous Solutions Using Modified Cellulose Nanocrystals to Polyamide Nanofiltration Membrane

نویسندگان [English]

  • Keivan Farokhi 1
  • Mehrdad Cheraghi 1
  • Soheil Sobhan Ardakani 1
  • Bahareh Lorestani 1
  • Daryoush Emadzadeh 2

1 Department of the Environment, College of Basic Sciences, Hamedan Branch, Islamic Azad University, Hamedan, Iran

2 Department of Chemical Engineering, College of Engineering, Gachsaran Branch, Islamic Azad University, Gachsaran, Iran

چکیده [English]

In this study, the efficiency of thin-layer nanocomposite (TFN) nanofiltration membranes made using surface polymerization in combination with modified cellulose nanoparticles (mNC) in the removal of lead and chromium ions from aqueous solutions was investigated. The physical properties of the modified nanoparticles and nanocomposite membranes were also investigated using transmission electron microscopy, scanning electron microscopy, infrared spectroscopy, atomic force microscopy and zeta potential. results indicated that the water flux of TFN2 membranes increased from 42 L/m2/h to 125 L/m2/h, while the rejection of Cr and Pb was over 99% at and 88%. In addition, with increasing pH, the removal rate of metals increases, so that at pH equal to 8.5, the removal rate of lead and chromium is 93% and 100%, respectively. Also under these conditions, adsorption followed the Langmuir adsorption isotherm with a correlation coefficient of 0.996 for lead and a correlation coefficient of 0.994 for chromium. Also, according to the correlation coefficient R2 and Mean Root of Square Error (RMSE), the adsorption data follow the pseudo-second-order. In general, the results showed that the synthesized nanofiltration nanocomposite membrane by embedding modified cellulose nanocrystals can be used to effectively remove ions of Pb and Cr ions from aqueous solutions.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Surface polymerization
  • Heavy metals
  • Langmuir isotherm model
  • Pseudo-second-order