بررسی استفاده از پوست بادام مغناطیسی شده با نانوذرات آهن در حذف نیترات از محیط‌های آبی : مطالعه ایزوترم جذب

زمینه: یکی از شایع ترین آلاینده های محیط زیست که در آب های زیرزمینی و سطحی وجود دارد نیترات است. غلظت بالای نیترات در آب آشامیدنی سبب بیماری هایی مثل متهموگلوبین در کودکان، سرطان معده و سقط جنین می شود. هدف از این مطالعه بررسی ایزوترم جذب کربن پوست بادام فعال شده با نانو ذرات مغناطیسی آهن و بررسی کارایی آن در حذف نیترات از محیط های آبی بوده است. روش بررسی: این مطالعه به روش تجربی انجام گرفت. مرفولوژی جاذب سنتز شده با استفاده از روش های fesem و bet مورد آنالیز قرار گرفت. پارامترهای موثر بر فرایند جذب یون نیترات از جمله ph (84)، میزان جاذب(1-0/25 گرم در لیتر)، غلظت اولیه یون نیترات(400-25 میلی گرم در لیتر) و زمان تماس(100-20 دقیقه) مورد بررسی قرار گرفت. در این مطالعه از روش تاگوچی جهت تعیین حجم نمونه و آنالیز آماری استفاده شد. یافته: یافته های حاصل از روش های fesem و bet تایید کرد که نانوذرات مغناطیسی آهن در جاذب سنتز شده دارای اندازه متوسطnm 2723 و سطح ویژه برابر با g/m2 480/105 بوده است. نتایج نشان داد که درph بهینه برابر با 4 و زمان تعادل 20 دقیقه، کارایی جذب با افزایش مقدار جاذب تا g/l 1و کاهش غلظت اولیه یون نیترات افزایش یافت ( 85/86±4/6 %). نتایج ایزوترم تعادلی نشان داد که فرآیند جذب نیترات از ایزوترم لانگمیر (0/924=r2) پیروی می کند. نتیجه گیری: یافته ها نشان دادند که پوست بادام فعال شده با نانوذره آهن از توانایی مطلوبی در حذف یون نیترات از محلول های آبی برخوردار است. بنابراین با استفاده از این فناوری نسبتا راحت و ساده، می توان گام موثری را در حذف نیترات آبها برداشت.

Evaluation of almond shells magnetized by iron nano-particles for nitrate removal from Aqueous Solution: study of adsorption isotherm

Background: One of the most common environmental pollutants to groundwater and surface water are nitrates. High nitrate levels in drinking water causes diseases such as methemoglobinemia in children, gastric cancer and abortions. This study aimed to investigate the absorption isotherm of almond shell carbon activated with the magnetic nanoparticles to reduce nitrate in aqueous environments. Methods: In This experimental study morphology of synthesized adsorbent was analyzed using FESEM and BET techniques. The effective parameters on nitrate ion absorption process such as pH (48), the amount of absorbent (0.251 g/L), the initial concentration of nitrate ions (25400 mg/L) and contact time (20100 min) were investigated. In this research, Taguchi method was applied for determining the sample size and statistical analysis. Results: Findings of FESEM and BET techniques confirmed that magnetic nanoparticles size and specific surface area in the synthesized absorbent were 2327 nm and 105.480 m2/g, respectively. At optimal pH 4 and equilibrium time of 20 min, absorption efficiency increased with absorbent increase by 1 g/L and reduction in the initial concentration of nitrate ions (85.86plusmn;4.6). The results of adsorption equilibrium isotherms showed that nitrate absorption process follows the Langmuir isotherm (R2=0.924). Conclusion: The almond shell activated with iron nanoparticles has a good ability to remove nitrate ions from aqueous solutions. So, use of this relatively easy and simple technology is an effective step in removing nitrate from water.