بررسی سینتیکی و ترمودینامیکی جذب سطحی نیکل(ii ) توسط نانو کامپوزیت سیلیکا آﺋروژل کربن اکتیو

زمینه و هدف: وجود فلزات سنگین و سمی مثل نیکل در منابع آبی از مشکلات مهم محیط زیستی بسیاری از جوامع است. روش بررسی: در این پژوهش برای جذب سطحی نیکل (ii ) از محلول آبی به وسیله نانو کامپوزیت سیلیکاآﺋروژل – کربن اکتیو، شاخص های موثر بر فرآیند جذب مانند ph، مقدار جاذب، زمان تماس، دما و غلظت اولیه یون نیکل بررسی و بهینه شده است. یافته ها: نتایج بیان گر این است که درph=5  بیش ترین جذب صورت می گیرد. درphهای پایین مقادیرh+  با یون های فلزی برای جذب در جایگاه های جذب رقابت می کنند. داده های تجربی با مدل های سینتیکی شبه مرتبه اول و شبه مرتبه دوم بررسی شده و ثابت های سرعت ارزیابی شده اند. نتایج حاکی از آن است که فرآیند جذب از سینتیک شبه مرتبه دوم پیروی می نماید. هم چنین داده های تعادلی مربوط به ایزوترم های جذب، برتری مدل لانگمویر را نسبت به سایر مدل های ایزوترمی نشان داده است. نتیجه گیری: بر طبق نتایج ترمودینامیکی فرآیند جذب به صورت خودبه خودی، گرماگیر و برگشت ناپذیر است. نتایج این مطالعه نشان می دهد که نانو کامپوزیت سیلیکاآﺋروژل – کربن اکتیو به طور موفقیت آمیزی می تواند برای حذف نیکل از محلول های آبکی استفاده شود.

Kinetics and Thermodynamics studies of Ni (II) adsorption by silica aerogelactivated carbon nanocomposite

Abstract Background and Objective: Presence of toxic heavy metals like nickel in water resources is a major environmental problem in many communities.   Method: In this study, to stimulate the removal of Ni (II) from aqueous solution by silica aerogelactivated carbon nanocomposite, the parameters affecting the adsorption process such as pH, amount of adsorbent, contact time, temperature and concentration were investigated and optimized. Findings: The results showed the maximum adsorption at pH= 5. The lower pH, the more H+ ion competing with the metal ion for adsorption sites. Kinetic studies indicated that the adsorption process followed the pseudosecond order kinetics. Moreover, the equilibrium data related to adsorption isotherms showed a superiority of the Langmuir isotherm compared to other models. Discussion and Conclusion: Calculation of thermodynamic factors, such as ΔG◦, ΔH◦ and ΔS◦, indicated that the adsorption process is spontaneous, endothermic and irreversible. The results showed that silica aerogelactivated carbon nanocomposite has been successfully employed for the removal of Ni (II) from aqueous solutions.