بررسی کارایی برگ کاسنی به عنوان جاذب طبیعی در جذب یون کبالت از محلول های آبی و مقایسه عملکرد آن با جاذب مبتنی بر نانولوله های کربنی اصلاح شده

در این مطالعه از پودر برگ کاسنی فرآوری شده به عنوان جاذب طبیعی برای حذف یون کبالت از محیط های آبی استفاده شد. جاذب بومی فرآوری شده توسط چندین روش از جمله پراش پرتو ایکس (xrd)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (tem)، طیف سنجی تبدیل فوریه (ftir)، تخلخل سنجی brunauer-emmet-teller) bet) و آنالیزور اندازه ذرات (psa) مشخصه یابی شد. مجموعه ای از آزمایش ها برای تشخیص شرایط بهینه و بررسی اثرات پارامترهای گوناگون مانند غلظت اولیه ، زمان تماس، مقدار دوز جاذب، ph محلول و دما بر روی درصد جذب انجام شد. شرایط بهینه به دست آمده برای حذف کبالت عبارتند از: 8-6=ph ، زمان تماس 20 دقیقه، دوز جاذب 20 میلی گرم و غلظت اولیه 15 (میلی گرم بر لیتر). داده های جذب نشان داد که روند جذب با ایزوترم لانگمویر سازگارتر است. داده های سینتیکی با مدل شبه مرتبه دوم با ضریب همبستگی معتبر مطابقت داشتند. محاسبه مقادیر ترمودینامیکی نشان داد که روند جذب به صورت خودبخودی، با کاهش آنتروپی و گرمازا است. سرانجام جاذب معرفی شده با جاذب قوی مانند نانولوله کربنی که با نانوذرات نقره دوپه شده بود (ag2o-mwcnt) مقایسه شد. شرایط بهینه برای حذف یون کبالت توسط جاذب سنتزی فرآوری شده عبارت بودند از: غلظت اولیه 10 میلی گرم بر لیتر ، زمان تماس 40 دقیقه ، مقدار جاذب 30 میلی گرم و 7=ph. داده های جذب نشان داد که فرایند جذب برای یون کبالت با ایزوترم فروندلیچ سازگار است. داده های سینتیکی با مدل شبه مرتبه دوم با ضریب همبستگی معتبر مطابقت داشتند. محاسبه مقادیر ترمودینامیکی نشان داد که روند جذب به صورت خودبخودی و گرما زا بوده است. نتایج این مقایسه نشان می دهد جاذب طبیعی معرفی شده حتی بهتر از جاذب سنتزی و گران قیمت عمل می کند و در صورتی که فراوری ها و اصلاحات بیشتری بر روی این جاذب انجام گیرد، چشم انداز امیدوارکننده ای را فراهم می کند.

evaluation of the efficiency of chicory leaf as a natural adsorbent in adsorption of cobalt ion from aqueous solutions and comparison of its performance with adsorbent based on modified carbon nanotubes

in this study, processed chicory leaf powder was used as a natural adsorbent to remove cobalt ions from aqueous media. natural adsorbents were characterization by several methods include x-ray diffraction (xrd), scanning electron microscopy (sem), transmission electron microscopy (tem), fourier transform spectroscopy (ftir), brunauer-emmet-teller (bet) and particle size analyzer (psa). a set of experiments was performed to detect the optimal conditions and to investigate the effects of various parameters such as initial concentration, contact time, adsorbent dose, solution ph and temperature on the percentage of removal. the optimal conditions for cobalt removal were: ph = 6-8, contact time 20 min, adsorbent dose 20 mg and initial concentration 15 (mg l-1). adsorption data showed that the adsorption process is more compatible with langmuir’s isotherm. the kinetic data were consistent with the quasi-second-order model with a valid correlation coefficient. calculation of thermodynamic values ​​showed that the adsorption process is spontaneous, with decreasing entropy and exothermic. finally, the introduced sorbent was compared with a strong adsorbent such as carbon nanotubes doped with silver nanoparticles (ag2o-mwcnt). the optimal conditions for the removal of cobalt ions by the processed synthetic adsorbent were: initial concentration of 10 mg l-1, contact time of 40 min, amount of adsorbent 30 mg and ph = 7. adsorption data showed that the adsorption process for cobalt ions is compatible with freundlich’s isotherm. the kinetic data were consistent with the quasi-second-order model with a valid correlation coefficient. calculation of thermodynamic values ​​showed that the adsorption process was spontaneous and exothermic. the results of this comparison show that the introduced natural adsorbent performs even better than the synthetic and expensive adsorbent and provides a promising outlook if further processing and modifications are performed on this adsorbent.