حذف ناپیوسته‌ سرب و کادمیم از محلول ‌های آبی با استفاده از نانو لوله‌های کربنی چند دیواره

آلودگی منابع آب به فلزات سنگین، یکی از معضلات زیست‌ محیطی در سطح جهانی است. به‌دلیل بالابودن سطح سمیت سرب و کادمیم و تمایل آن‌ها به تجمع در بافتهای زنده، حذف آن‌ها از آب‌های آلوده ضروری است. امروزه جاذب‌های نانو مواد، نظیر نانولوله‌ کربن چنددیواره به‌دلیل سطح مخصوص بالا، اندازه‌ کوچک، و پایداری شیمیایی، کاربرد وسیعی در محیط‌زیست دارند. بدین‌منظور، عملکرد این جاذب در حذف فلزات سنگین سرب و کادمیم با استفاده از روش ناپیوسته مورد ارزیابی قرار گرفت. به‌منظور بررسی فرایند جذب، اثر متغیرهای مختلف، مانند زمان تماس، دما، غلظت اولیه، دوز جاذب و ph محلول مورد بررسی قرار گرفت. برای ارزیابی دادههای سینتیک جذب، داده‌های آزمایشگاهی به مدل‌های شبه مرتبه‌ اول و شبه مرتبه‌ دوم برازش داده شد و همچنین به‌منظور ارزیابی داده‌های ایزوترم جذب مدل‌های لانگمویر، فروندلیچ و فروندلیچ-لانگمویر مورد استفاده قرار گرفت. خصوصیات جاذب توسط روش‌های مختلفی نظیر طیف‌سنج مادون‌قرمز، میکروسکوپ الکترونی روبشی، سطح مخصوص و بار صفر بستر تعیین شد. نتایج بررسیها نشان داد که بیشترین جذب فلزات سرب و کادمیم توسط جاذب موردمطالعه درph بین 6 تا 8، زمان تماس 5 دقیقه و دوز جاذب برابر با 0.05 گرم است. مدل شبه مرتبه‌ دوم (1=r^2) داده‌های سینتیک آزمایشگاهی را بهتر توصیف می‌کند. همچنین معادلات ایزوترم جذب نشان میدهد که ایزوترم فروندلیچ-لانگمویر فرایند جذب را بهتر توصیف میکند و مطابقت بیشتری با دادههای آزمایشگاهی دارد (برای فلز سرب 4.42= see و 0.984=r^2 و برای فلز کادمیم 5.27= see و 0.969=r^2). حداکثر میزان جذب سرب و کادمیم در آزمایش‌های ناپیوسته 137.86 و 110.82 میلی‌گرم بر گرم به‌دست آمد. نتایج به‌دست‌آمده از تکنیک طیف‌سنج مادون‌قرمز نشان داد که گروه‌های عاملی o-h بر سطح جاذب نانولوله‌ کربن چند دیواره نقش مهمی در جذب فلزات سنگین دارد.