بررسی کارایی جاذب نانوفیبرلیگنوسلولزی در حذف سرب از محلول های آبی

در حال حاضر ‌‌‌‌‌آلودگی آب‌‌‌ به فلزات سنگین مانند سرب به دلیل عدم تجزیه پذیری، خاصیت تجمع پذیری و ایجاد بیماری‌ها و اختلالات مختلف جسمی منجر به نگرانی‌های عمده شده است اخیراً توجه زیادی به حذف یون‌های فلزی با استفاده از جاذب‌های زیستی به‌دلیل ارزان بودن، توانایی ذاتی برای واکنش با فلزات و فراوانی به علت طبیعی بودن شده است. هدف از انجام این مطالعه ارزیابی کارایی جاذب نانو‌فیبرلیگنوسلولز (نانوفیبرسلولز حاوی لیگنین و همی‌سلولزها) در حذف فلزسنگین سرب می‌باشد. فرآیند جذب به صورت ناپیوسته و در شرایط آزمایشگاهی با تاکید بر اثرات پارامترهای مختلفی مانند ph، غلظت سرب و مقدار جاذب بر راندمان جذب مورد بررسی قرار گرفت. به منظور تفهیم بهتر فرآیندهای جذب، ایزوترم‌های تعادلی تعیین شد. برای بررسی دمای جذب واکنش پارامترهای ترمودینامیکی نظیر انرژی آزاد گیبس (g∆)، آنتالپی(h◦∆) و آنتروپی(s◦∆) محاسبه شد‌. نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد، تحت شرایط بهینه حداکثر حذف موثر در ph برابر 6، غلظت اولیه 10 میلی‌گرم بر لیتر سرب، مقدار جاذب 3/0گرم نانو فیبر لیگنو‌سلولز و دمای 25 درجه سانتی‌گراد، برابر 8/99 درصد بوده است. نتایج بررسی داده‌ها نشان داد هر دو مدل لانگمویر و فرندلیچ به خوبی می‌توانند جذب عنصر سرب را توجیه کنند، اما مدل لانگمویر در مقابل فرندلیچ برازش بهتری با داده‌-های جذب سرب دارد. بنابراین می‌توان بیان کرد که جاذب نانوفیبرلیگنوسلولز به طور قابل ملاحظه‌ای در حذف فلز سرب از محلول‌های آبی موثر است. نتایج حاصل از ترمودینامیک جاذب بیانگر خود به خودی، گرمازا بودن و افزایش میزان بی‌نظمی واکنش بوده است. بررسی تصاویر tem بیانگر فیبری و شبکه‌ای بودن جاذب‌ نانو‌فیبرلیگنوسلولز بوده است.

evaluation of lignocellulose nano-fiber absorbent efficacy in lead removal from aqueous solutions

water pollution by metallic ions such as lead from industrials, mine wastewater, automobiles is currently of great concern, since they are not biodegradable and tend to accumulate in living organisms, causing various diseases and disorders. recently, great attention has been focused on the removal of metallic ions from aqueous solution using adsorbents derived from biomaterials and bio-nanomaterials due to their natural, abundance,‌‌ cost-effectiveness and inherent ability to react with metals. the present study aims to evaluate the performance of lignocellulose nanofibers (cellulose nanofibers containing lignin and hemicellulose) as adsorbent for the removal of lead. the study of adsorption techniques were used in laboratory-scale batch. the effects of ph, initial concentration and dose adsorbent were examined. to study the absorption temperature, thermodynamic parameters such as gibbs energy (δg), enthalpy (δh◦) and entropy (δs◦) were calculated. the results of this study showed that the highest removal efficiency was 99.8% at a nano-absorbent concentration 0.3 mg/l, ph=6, and lead concentration of 10 mg/l. the batch isotherm studies showed that the adsorption data can be described by the langmuir, freundlich models. the langmuir model was found to describe the adsorption data better in comparison with that of freundlich. the results showed that lignocellulose nanofibers had high ability to absorb high concentrations of lead from aqueous solutions. the results of thermodynamics express themselves spontaneously, thermally and increase the rate of reaction disorder. the tem showed the adsorbents have fibers and the networking crystalline structure.