بررسی جذب یون کادمیم ازمحلول آبی با استفاده از نانوکامپوزیت بر پایه کیتوسان/ نانو صفحه های گرافن اصلاح شده با تری اتیل آمین

انتشار فلزهای سنگین در محیط زیست به سبب صنعتی شدن جامعه و گسترش شهرنشینی مشکل های بسیار زیادی را در جهان به همراه داشته است که موجب بیماری های گوناگونی در جوامع بشری شده است. حذف این آلاینده ها از محیط زیست به ویژه آب یک ضرورت به حساب می آید. در این مطالعه با استفاده از نانوکامپوزیت بر پایه کیتوسان / نانو صفحه های گرافن عامل دار شده با گروه‌های عاملی آمینی، جذب یون‌های فلزی کادمیم از محلول‌های آبی بررسی شد. بدین منظور دانه های نانوکامپوزیت کیتوسان/ نانو صفحه های گرافن عامل دار شده  با درصدهای وزنی 0/5 %، 1 %، 2 % و 5 % با استفاده از روش محلولی تهیه شدند. برای عامل دار کردن نانو ذره های گرافن، در  ابتدا با استفاده از مخلوط سولفوریک اسید و نیتریک اسید سطح ذره ها اکسید شدند و سپس گروه‌های عاملی تری اتیلن تترامین بر روی آنها پیوند زده شد. گرافن های اصلاح شده با استفاده از روش های آنالیز فروسرخ تبدیل فوریه،گرماوزن‌سنجی و آنالیز edx میکروسکوپ الکترونی روبشی مشخصه یابی شدند و نتیجه ها بیانگر آن بود که واکنش اصلاح با موفقیت صورت گرفته است. در ادامه جذب یون‌های فلزی کادمیم با دستگاه جذب اتمی انجام شد و نتیجه ها نشان داد که میزان جذب یون کادمیم توسط نانو کامپوزیت‌های کیتوسان/گرافن نسبت به دانه های کیتوسان به میزان 20% افزایش می یابد. اثر عامل های ph، مدت زمان تماس، مقدار جاذب و مقدار یون کادمیم بر روی رفتار جذب این نانو کامپوزیت بررسی شد و نتیجه ها نشان داد که  بهینه میزان جذب یون کادمیم در محلول ppm 50 با ph برابر با 7 و مدت زمان تماس 2 ساعت و میزان جاذب mg25 اتفاق می افتد.

Ion Cadmium Adsorption from Aqueous Solution Using Nanocomposite Based on Chitosan/Functionalized Nano Graphene Platelet

Toxicities of water sources due to the discharge of industrial effluents is a worldwide environmental problem. Industrial wastewater often contains a considerable amount of heavy metal ions and organic pollutants, which would endanger public health and the environment.Cadmium Cd(II) is a toxic heavy metal, normally found in industrial wastewater, especially from metal plating industries, Cd–Ni batteries, phosphate fertilizer, mining, pigments, stabilizers, and alloys. Cd(II) adversely effects human health because of serious damage to the kidney, renal disturbances, and bones lesions. In this work, heavy metal ions were removed using biodegradable polymer based on chitosan and functionalized graphene with amine groups. Nanocomposite Samples containing 0.5, 1, 2, 5 wt.% of functionalized graphene were obtained via solution method. At first, graphene was oxidized with sulphuric and nitric acid then triethylenetetramine was grafted on the graphene surface. Functionalized graphene was characterized by Fourier Transform InfraRed (FTIR) spectroscopy, Thermal Gravimetric Analysis (TGA) and Scanning Electron Microscopy (SEM). Results showed functionalization of graphene was successfully accomplished. The morphology of nanocomposite was monitored by SEM. Adsorbing heavy metal ions (Cadmium) was investigated with Flame Atomic Absorption Spectrometry (FAAS) and results revealed that the nanocomposite samples have a higher potential for ion metals adsorption than that of neat chitosan. The adsorption of nano samples for cadmium was increased around 20% in comparing to neat chitosan. The effect of sorbent concentration, pH, mixing time and heavy metal ion concentration was studied on the adsorption behavior and it was found that the optimum adsorption occurs at pH=7, 50 ppm ion metal concentration, 2h contact time and 25 mg of sorbent.