مطالعات جذب و سینتیک حذف فلزات سنگین توسط زئولیت فعال‌شده با دی‌اکسید منگنز

زئولیت را به می‌توان عنوان یکی از مواد معدنی طبیعی در جذب فلزات سنگین استفاده کرد. فعال‌سازی این جاذب‌ طبیعی با مواد شیمیایی مختلف موجب افزایش ظرفیت جذب آن‌ می‌‌شود. در این تحقیق، برای فعال‌سازی زئولیت از روش پوشش‌دهی با دی اکسید منگنز استفاده شد. به منظور حذف فلزات سنگین، نمونه زئولیت اصلاح شده و چندین ترکیب از پساب مصنوعی مورد آزمایش قرار گرفت. پساب مورد آزمایش حاوی یون‌های فلزات سنگین با غلظت های مختلف از جمله cu2+ ، cd2+، zn2+، co2+، pb2+ و ni2+ بود. در این تحقیق، معادلات ایزوترم‌های جذب لانگمور، فروندلیچ، تمکین وbet و همچنین سینتیک جذب به منظور توسعه یک مدل که نمایانگر رفتار جذب باشد، مورد بررسی قرار گرفت. طبق نتایج، ایزوترم bet رویه قابل قبول‌تری نسبت به دیگر ایزوترم‌ها ارائه می‌کند اما در مورد پیش‌بینی مقادیر جذب شده (qe) توصیف ضعیف‌تری نسبت به ایزوترم لانگمور دارد. طبق پارامتر حداکثر جذب لانگمور، حداکثر ظرفیت‌های جذب بدست آمده به وسیله زئولیت اصلاحی تحت شرایط بهینه به صورت ) mg/g 51/10ni2+(، mg/g) 87/14 co2+(، mg/g) 97/8zn2+(،) mg/g 59/10cu2+(، mg/g) 69/13cd2+( و mg/g) 65/40pb2+( بدست آمد. همچنین، نتایج مطالعات سینتیکی نشان داد که مدل سینتیکی شبه درجه دوم ضریب همبستگی دقیق‌تری نسبت به نوع شبه درجه اول دارد. بنابراین مدل سینتیکی شبه درجه دوم به عنوان یک مدل برای تشریح سینتیک جذب در نظر گرفته شد.

Adsorption and Kinetics Studies of Heavy Metals Removal by MnO2 Modified Zeolite

Zeolites can be used as one of natural adsorbents for the removal of heavy metals. Treatment of natural zeolites with various chemicals enhances their removal capacity. In this study, manganese dioxide was used to activate the natural zeolite. The modified zeolite sample and several combinations of the synthetic wastewater were contacted together to adsorb heavy metals. The wastewater used contained heavy metal ions with various concentrations such as Cu2+, Cd2+, Zn2+, Co2+, Pb2+, and Ni2+. The adsorption isotherms of Langmuir, Freundlich, BET, and Temkin, as well as adsorption kinetic models, were used to develop models imaging the behavior of adsorption. The BET isotherm provides a model being more acceptable than the other isotherms; however, in term of the prediction of adsorption amounts (qe), its description is weaker than the Langmuir isotherm. Maximum adsorption capacities with respect to Langmuir parameters were obtained under optimal conditions as follows: Ni2+ (10.51 mg/g), Co2+ (14.87 mg/g), Zn2+ (8.97 mg/g), Cu2+ (10.59 mg/g), Cd2+ (13.69 mg/g) and Pb2+(40.65 mg/g). In addition, the pseudosecond kinetic model is more accurate than the pseudofirst order. Thus, the pseudosecond kinetic model was selected to describe the adsorption kinetics.