حذف آلاینده های معدنی از محلول های آبی توسط کمپوزیت های رس های فیبری و نانوذرات صفرظرفیتی آهن

سابقه و هدفدر سال‌های اخیر، به‌منظور حذف آلاینده‌ها از فاضلاب‌ها و آب‌های زیرزمینی، نانوذرات صفر‌ظرفیتی آهن مورد توجه محققان قرار گرفته‌اند. این ترکیبات به‌طور موثری می‌توانند آلاینده‌ها را از آب حذف کنند، اما محدودیت‌هایی چون فقدان پایداری، هماوری سریع و عدم جداسازی از محیط تیمارشده از مشکلات کاربرد این مواد است. استفاده از مواد میزبان به‌عنوان روش مناسبی برای غلبه بر این مشکلات پیشنهاد شده است. کانی‌های رسی  یکی از منابع فراوان طبیعی و ترکیبی مناسب به‌عنوان ماده میزبان برای نانوذرات آهن هستند. در این پژوهش، از کمپوزیت رس‌های فیبری نانوذرات صفر‌ظرفیتی آهن در حذف آلاینده‌ها از محلول‌های آبی استفاده شده است. مواد و روش‌ها: کمپوزیت‌های رس‌های سپیولیت و پالیگورسکیت با نانوذرات صفر‌ظرفیتی آهن به روش احیای سبز آهن با استفاده از عصاره چای سبز ساخته شدند. به‌منظور تعیین ظرفیت جذب هر کدام از کمپوزیت‌ها در حذف آلاینده‌های فسفر (p)، نیکل (ni) و کادمیوم (cd) از محلول‌های آبی، غلظت‌های متفاوتی از هر کدام از آلاینده‌ها به نسبت 1 درصد جاذب و جذب‌شونده به‌مدت 24 ساعت در تماس با کمپوزیت‌های سنتز‌شده قرار گرفتند. پس از جداسازی فاز محلول از جامد، غلظت باقیمانده هر کدام از آلاینده‌ها در محلول‌ها اندازه‌گیری شد و مدل‌های لانگمویر، فروندلیچ و دوبینینرادشکوویچ بر داده‌های حاصل از جذب برازش داده شدند. نتایج و بحث: مدل‌های لانگمویر و فروندلیچ توانستند به‌خوبی جذب فسفر را روی هر دو کمپوزیت توصیف کنند. حداکثر ظرفیت جذب ( maxq ) کمپوزیت سپیولیتنانوذرات صفر‌ظرفیتی آهن و کمپوزیت پالیگورسکیت نانوذرات صفر‌ظرفیتی آهن برای فسفر به‌ترتیب برابر با 11/38 و 8/57 میلی‌گرم بر گرم تعیین شد. داده‌های حاصل از جذب کادمیوم و نیکل توسط هر دو کمپوزیت برازش خوبی با مدل‌های لانگمویر، فروندلیچ و دوبینینرادشکوویچ نشان دادند. نتایج حاصل از ثابت حداکثر ظرفیت جذب مدل لانگمویر( maxq )نشان‌دهنده توانایی جذب بیشتر کادمیوم توسط کمپوزیت سپیولیتنانوذرات صفر‌ظرفیتی آهن نسبت به کمپوزیت پالیگورسکیتنانوذرات صفر‌ظرفیتی بود. نتایج حاصل از ضریب ثابت kf مدل فروندلیچ نیز تایید کننده توانایی بیشتر کمپوزیت سپیولیتنانوذرات صفر‌ظرفیتی در حذف فسفر و کادمیوم در مقایسه با کمپوزیت پالیگورسکیتنانوذرات صفر‌ظرفیتی آهن است. کمپوزیت پالیگورسکیتنانوذرات صفر‌ظرفیتی آهن توانست در حذف نیکل برخلاف دو ترکیب فسفر و کادمیوم موفق‌تر از کمپوزیت سپیولیتنانوذرات صفر‌ظرفیتی آهن عمل کند. ثابت kl مدل لانگمویر که بیانگر تمایل جذب است نیز برای کمپوزیت پالیگورسکیت نسبت به سپیولیت بیشتر بود. مقادیر فاکتور جداسازی (rl) که نشان‌دهنده مطلوبیت جذب است برای هر دو کمپوزیت سپیولیتنانوذرات صفر‌ظرفیتی آهن و پالیگورسکیتنانوذرات صفر‌ظرفیتی آهن بیشتر از صفر و کمتر از یک محاسبه شد که نشان‌دهنده جذب مطلوب فسفر، کادمیوم و نیکل روی هر دو کمپوزیت است.نتیجه‌گیری:کمپوزیت‌های رس‌های فیبرینانوذرات صفر‌ظرفیتی آهن سنتزشده به روش سبز به‌دلیل سازگار بودن با محیط زیست و عدم استفاده از مواد شیمیایی مخرب محیط زیست و همچنین توانایی مناسب برای حذف ترکیبات معدنی از آب می‌توانند به‌عنوان جاذب‌هایی موثر در حذف فسفر از پساب‌های کشاورزی و حذف فلزات سنگین همچون نیکل و کادمیوم از فاضلاب کارخانجات و صنایع استفاده شوند.