ارزیابی عمل کرد نانو ذرات دی اکسید منگنز (Mno2) در حذف کادمیم از محلول های آبی

زمینه و هدف: امروزه از فلزات سنگین در بسیاری از صنایع و تکنولوژی های مهم استفاده می شود که نتیجه آن تولید پساب های صنعتی آلوده و مضر برای سلامتی انسان و محیط زیست است. این پژوهش با هدف بررسی کارایی حذف کادمیم از محلول های آبی با استفاده از جاذب مناسب و جدید 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 کادمیم در سیستم ناپیوسته مورد بررسی قرار گرفت. جهت تعیین ویژگی های نانو ذرات دی اکسید منگنز، از میکروسکوپ الکترونی روبشی(sem)، دستگاه پراش پرتو ایکس(xrd) و دستگاه طیف سنج مادون قرمز(ftir) استفاده گردید. ایزوترم های جذب لانگمیر و فرندلیچ و نیز سینتیک های جذب کادمیم بر روی جاذب نانو ذرات دی اکسید منگنز بر اساس مدل های هو و همکاران و لاگرگرن بررسی شد. یافته ها: تصاویر تولیدی با 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 کادمیم افزایش یافت و به حداکثر خود یعنی 54.8 درصد رسید. افزایش زمان تماس باعث افزایش راندمان جذب شد. در بررسی ایزوترم های جذب، داده های آزمایشی از مدل لانگمیر تبعیت کردند. ظرفیت جذب لانگمیر 42.016 میلی گرم بر گرم به دست آمد. هم چنین داده های به دست آمده در این تحقیق برای جاذب نشان داد که جذب کادمیم از مدل سینتیک شبه مرتبه دوم تبعیت می کند. بحث و نتیجه گیری: نتایج این مطالعه نشان داد که استفاده از نانو ذرات دی اکسید منگنز به عنوان یک روش مناسب با پتانسیل بالا در حذف کادمیم از محلول های آبی می باشد.

Evaluation of the Efficiency of Manganese Dioxide Nano-particles (MnO2) in Cadmium Removal from Aqueous Solutions

Background: Today, heavy metals are used in many important industries and technologies, which result in the production of polluted industrial effluents that are harmful to human health and the environment. The aim of this study was to investigate the efficiency of cadmium removal from aqueous solutions using a suitable new adsorbent for manganese dioxide nanoparticles.  Methods: In order to do this, manganese dioxide nanoparticles were synthesized using cathode electrochemical deposition method and the effect of pH, contact time, MnO2 concentration and cadmium concentration on cadmium removal efficiency were investigated in a batch system. Scanning electron microscope (SEM), XRD and FTIR were used to identify the characterization of synthesized manganese dioxide nanoparticles. Results and Discussion: SEM results showed that the diameters of the particles were 30 to 50 nm. The other results showed that the optimum pH value for adsorption was 7. Contact time enhancement and the concentration absorbent are omitted because they make the efficiency boost. The adsorption capacity increased and the adsorption efficiency slightly increased with increasing concentration of cadmium and reducing the concentration adsorbent. Experimental data were shown the best to follow Langmuir model. Langmuir adsorption capacity, was found to be 42/016 mgg−1. The results also showed that the absorption of cadmium was obeyed from pseudosecondorder kinetic model. The overall results showed that the use of manganese dioxide nanoparticles was a suitable method with high potential for removal of cadmium from aqueous solutions.