حذف فلز روی از محلول های آبی با استفاده از نانو ذرات دی اکسید منگنز

زمینه و هدف: آلودگی آب به فلزات سنگین یکی از معضلات مهم زیست محیطی است. هدف از این پژوهش بررسی میزان حذف فلز روی از محلول های آبی با استفاده از نانو ذرات دی اکسید منگنز بود. روش بررسی: ابتدا نانو ذرات دی اکسید منگنز به روش ترسیب الکتروشیمیایی کاتدی سنتز گردید و تاثیر پارامترهای ph، زمان تماس، غلظت نانو ذرات و اثر غلظت اولیه بر فرآیند جذب روی در سیستم ناپیوسته مورد بررسی قرار گرفت. جهت شناسایی نانو ذرات دی اکسید منگنز از پراش پرتو ایکس(xrd)، طیف سنج مادون قرمز(ftir) و میکروسکوپ الکترونی روبشی(sem) استفاده گردید. ایزوترم های جذب لانگمیر و فرندلیچ و همچنین سینتیک های جذب فلز روی توسط جاذب نانو ذرات دی اکسید منگنز بر اساس مدل های شبه مرتبه اول و شبه مرتبه دوم بررسی شد.یافته ها: تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد که اندازه این ذرات 30 تا 50 نانومتر است. نتایج نشان داد که با افزایش ph، درصد حذف و ظرفیت جذب روی افزایش یافت و در ph 6 به حداکثر خود یعنی 4/90 درصد رسید. افزایش زمان تماس و میزان جاذب باعث افزایش راندمان جذب شد. در بررسی ایزوترم های جذب، داده های آزمایشی مطابقت بیشتری با مدل لانگمیر نشان دادند. ظرفیت جذب لانگمیر 71/285 میلی گرم بر گرم بدست آمد. همچنین داده های بدست آمده در این تحقیق برای جاذب نشان داد که جذب روی از مدل سینتیک شبه مرتبه دوم تبعیت می کند.بحث و نتیجه گیری: نتایج این پژوهش نشان داد که نانو ذرات دی اکسید منگنز به عنوان جاذب مناسب توانایی بالایی در جذب فلز روی از محیط های آبی دارند.

Removal of zinc from aqueous solutions using manganese dioxide nanoparticles

Background: Water pollution with heavy metals is one of the most important problems of environmental. The objectives of this research were to synthesis Manganese dioxide nanoparticles and determining its efficiency in the removal of Zinc from aqueous solutions. Methods: Consequently, Manganese dioxide nanoparticles were synthesized using cathode electrochemical deposition method and the effects of pH, contact time, MnO2 concentrations as well as Zinc concentrations were investigated on Zinc removal efficiency using a batch experiment. XRD, FTIR and Scanning electron microscope (SEM) were used to identify the characterization of synthesized Manganese dioxide nanoparticles. Zinc adsorption isotherms were investigated using Langmuir’s and Fruendlich’s equations. The Zn Kinetic isotherms were also studied using Hue et al as well as Lagergren models.Results: SEM results showed that the diameter of nanoparticles was 30 to 50 nm. The other results showed that Zn adsorption and its removal were increased with increase in pH and was reached to the maximum amounts of 90/4 % Zn removal and the optimum pH value for adsorption was 6. Contact time has also enhanced the Zn adsorption. The adsorption capacity increased and the adsorption efficiency slightly increased with increasing concentration of Zinc and reducing the adsorbent. Experimental data were shown the best to follow Langmuir model. Langmuir adsorption capacity was found to be 285/71 mgg−1. The results also showed that the absorption of Zinc was obeyed from pseudosecondorder kinetic model.Discussions: The overall results showed that the use of Manganese dioxide nanoparticles could be suitable materials with high potential to removal Zinc from aqueous solutions.