حذف نیترات از محلول های آبی توسط نانوذرات آهن صفر ظرفیتی سبز زیست تخریب پذیر

زمینه و هدف: نانوذرات آهن صفرظرفیتی سطح ویژه و واکنش پذیری بالایی داشته و در حذف یون نیترات توانایی بالایی دارند. هدف از این تحقیق حذف یون نیترات از محیط های آبی توسط نانوذرات آهن صفر ظرفیتی دوست دار طبیعت بود.روش کار: در این مطالعه نانوذرات آهن صفر ظرفیتی به روش احیای شیمیایی سولفات آهن توسط بوروهیدرید سدیم سنتز شدند. با استفاده از پلیمر های طبیعی و سبز گوارگام و ترکیب زانتان گام+گوارگام نسبت به پوشش دار کردن و پایدارسازی نانوذرات آهن صفر ظرفیتی سنتز شده و جلوگیری از رسوب و هماوری ذرات اقدام گردید.یافته ها: نتایج نشان داد که نانوذرات آهن صفر ظرفیتی بدون پوشش، با پوشش گوارگام و زانتان گام+گوارگام به ترتیب یون نیترات را در مدت زمان بهینه 100، 50 و 40 دقیقه و در اسیدیته های 2، 5 و 6 احیاء نمودند. با افزایش غلظت نانوذرات آهن صفر ظرفیتی (2 تا 10 گرم بر لیتر) احیای یون نیترات به ترتیب از 83.43 به 91.36 توسط نانوذرات آهن صفر ظرفیتی با پوشش گوارگام، 89.47 به 96.16 توسط نانوذرات آهن صفر ظرفیتی با پوشش زانتان گام+گوارگام و 66.01 به 76.06 درصد توسط نانوذرات آهن صفرظرفیتی بدون پوشش افزایش یافت. با افزایش غلظت نیترات (100 تا 400 میلی گرم در لیتر) راندمان احیای آن توسط نانوذرات آهن صفر ظرفیتی با پوشش گوارگام، زانتان گام+گوارگام و بدون پوشش به ترتیب از 84.26 به 69.04 ، 88.65 به 75.49 و 66.17 به 47.97 درصد کاهش یافت. نتیجه گیری: به طور کلی، نتایج این تحقیق نشان داد که استفاده از پایدارکننده های پلیمری سبب بهبود عملکرد نانوذرات آهن صفرظرفیتی در حذف نیترات از محلول می گردد.

Nitrate Removal from Aqueous Solutions using Green and Biodegradable Zerovalent Iron Nanoparticles

Background and objectives: Zerovalent iron nanoparticles (ZVIN) had high potential for nitrate removal from aqueous solutions due to high surface area and reactivity of them. The aim of this study was nitrate removal from aqueous solutions using environmentally friendly stabilized ZVIN.Methods: ZVIN were synthesized via chemical reduction by sodium borohydride. In order to preventing of ZVIN from being agglomerated these particles were stabilized by natural and green biopolymers of Guar gum and Xantan gum.Results: Xantan gum+ Guar gum stabilized ZVIN had the most efficiency for nitrate reduction from aqueous solutions. Results also revealed optimum contact times for nitrate removal were 100, 50 and 40 minutes for Bare, Guar gum and Xantan gum+ Guar gum stabilized ZVIN respectively. The optimum pH values for nitrate reduction were 2, 5 and 6 for Bare, Guar gum and Xantan gum+ Guar gum stabilized ZVIN respectively. Nitrate removal efficiency increased by increasing of ZVIN dosages (2 to 10 g/L) from 66.01 to 76.06, 83.43 to 91.36 and 89.47 to 96.16 percent for Bare, Guar gum and Xantan gum+ Guar gum stabilized ZVIN respectively. The results showed when nitrate dosages enhanced (from 100 to 400 mg/L) the efficiency of nitrate removal from aqueous solutions decreased from 66.17 to 47.97, 84.26 to 69.06 and 88.65 to 75.49 percent for Bare, Guar gum and Xantan gum+ Guar gum stabilized ZVIN respectively.Conclusion: Results of this study revealed that application of polymeric stabilizers caused increasing zerovalent iron nanoparticle efficiency in nitrate removal from aqueous solution.