بررسی کارایی جذب نانوکامپوزیت کیتوزان مغناطیسی-متالیک گرانوله شده در حذف آنیون‌های مزاحم از محلول‌های آبی

زمینه و هدف: آنیون های مزاحم در آب می‌توانند باعث بروز مشکلات عمده‌ای در افت کیفیت آب شرب و همچنین آب ورودی به صنایع گردند. از همین رو هدف این مطالعه، تعیین کارایی جذب نانوکامپوزیت کیتوزان مغناطیسی-متالیک گرانوله شده در حذف آنیون‌های سولفات، کلراید، کربنات و بی‌کربنات از محلول‌های آبی می باشد.روش کار: سنتز نانوکامپوزیت کیتوزان مغناطیسی متالیک گرانوله شده توسط فرآیند هم ترسیبی صورت گرفت. همچنین در این پژوهش غلظت آنیون های کلراید و سولفات در گستره mg/l 300-50 و غلظت یون های کربنات و بی کربنات در محدوده mg/l 150-50 انتخاب شد. علاوه بر آن از دیگر متغیرهای این پژوهش می بایست به ph در محدوده 8-5 و زمان ماند 90-0 دقیقه اشاره کرد. ایزوترم، سینتیک و ترمودینامیک جهت تعیین عملکرد فرآیند جذب بررسی شد.یافته ها: نتایج مطالعه نشان داد که بهترین راندمان حذف آنیون ها در 5=ph به دست آمده است. با افزایش غلظت کلراید و سولفات از 50 تا 300 میلی گرم بر لیتر، راندمان حذف به ترتیب از 80.06 به 38.22 و از57.82 به 37.69 درصد کاهش یافت. در خصوص کربنات و بی‌کربنات در غلظت‌های 50 تا 150 میلی گرم بر لیتر، راندمان حذف به ترتیب از 61.15 به 41.17 درصد و از 79.66 به 49.36 درصد کاهش یافت. درصد حذف یون کلراید با میزان جاذب بین mg/l 5-1، از 62 به 91 درصد افزایش یافت اما با این وجود، افزایش مقدار جاذب بعد از 4 گرم بر لیتر تفاوت معناداری در حذف کلراید نداشت. راندمان حذف آنیون‌های کربنات، بی‌کربنات و سولفات در ازای افزایش دوز جاذب از mg/l 5-1، روندی افزایشی داشته که به ترتیب 56 به 93، 52 به 96 و 53 به 80 درصد بود. فرآیند جذب از مدل لانگمویر تبعیت نموده و جذب آنیون‌ها سطحی می‌باشد. همچنین مدل جذب از مدل سینتیک شبه درجه دوم تبعیت کرده و با افزایش دما، راندمان حذف کاهش می‌یابد.نتیجه‌گیری: نتایج مطالعه نشان داد که جاذب کیتوزان گرانوله مغناطیسی بی متالیک قادر به حذف مناسب آنیون‌های مزاحم از منابع آبی می‌باشد.

Evaluation the Efficacy of Granulated Metallic-Magnetic Chitosan Nanocomposite for Adsorption of Interfering Anions in Aqueous Solutions

Background and Objective: Water interfering anions can cause major problems in the quality of drinking water as well as entering water to the industry. The purpose of this study was to determine the efficacy of granulated metallicmagnetic chitosan nanocomposite for adsorption of interfering anions in aqueous solutions (sulfate, chloride, carbonate and bicarbonate.Materials Methods: Synthesis of granulated metallicmagnetic chitosan nanocomposite was conducted based on coprecipitation method. The anions chloride (30050 mg / L), carbonate (15050 mg / L), bicarbonate (50 150 mg / L) and sulfate (50300 mg / L) were considered. The pH range of the study was between 5 8 and the remaining time was 090 minutes. For the study of the adsorption process, the Langmuir and Freundlich isotherms were considered as pseudofirst and pseudosecond kinetics order at temperatures in the range of 2045 Celsius.Results: The results showed that the best removal efficiency of anions was obtained at pH = 5. With an increase in chlorine concentration from 50 mg / L to 300 mg / L, the removal efficiency decreased from 80.06% to 38.22%. This trend has also been observed for other anions in the study, which decreased from 57.82% to 37.69% for sulfate at similar concentrations. In carbonate and bicarbonate, at 5050 mg / L concentrations, the removal efficiency decreased from 61.15% to 41.17% and 79.66%, respectively, to 49.36%. The percentage of removal of chlorine ion with an amount of adsorbent between 15 g / L increased from 62% to 91%. However, increasing the amount of absorbent after 4 g / L did not have a significant difference in removal of chlorine. The same effect was observed for other anions in the study, so that the removal efficiency of carbonate, bicarbonate and sulfate anions in exchange for an increase in the absorbent dose increased from 1 g / L to g / L 5, which was 56% to 93%, 52% to 96% and 53% to 80%. The results of the study showed that the adsorption process follows Langmuir isotherm model and the adsorption of anions is superficial. The absorption model also follows the pseudosecond order kinetic model. In addition, as the temperature rises, the removal efficiency decreases.Conclusion: The results of the study showed that granulated metallicmagnetic chitosan nanocomposite adsorbent was able to remove the interfering anions from water resources.