بررسی کارایی کیتوزان نانومغناطیسی شده در حذف نیترات از محلول‌های آبی

زمینه و هدف: نیترات یکی از آلاینده های خطرناک محیط های آبی است که منجر به بروز مشکلات بهداشتی فراوانی می شود. وجود نیترات بالاتر از حد مجاز شرب (10 میلیگرم در لیتر) یکی از دلایل بیماری متهموگلوبین، تشکیل نیتروزآمین، سرطان دستگاه گوارش و ... است. این پژوهش با هدف حذف نیترات از محلولهای آبی با استفاده از کیتوزان نانو مغناطیسی انجام شد. روش کار: کیتوزان مغناطیسی شده توسط روش هم ترسیبی تهیه شد. اثر متغیرهای ph (84)، غلظت جاذب (3 ،4 ،5، 6 و7 گرم در لیتر)، غلظت اولیه نیترات و زمان ماند (0، 5، 10، 15، 20، 30، 45، 60، 90 و 120 دقیقه) بر حذف آلاینده نیترات از نمونه های آب بررسی شد. برای بررسی مکانیسم جذب نیترات، از ایزوترم لانگمویر و فروندلیخ و همچنین روابط سینتیکی درجه اول و دوم استفاده گردید. یافته ها: برای شناسائی مواد سنتز شده، از آنالیزهای xrd,sem و ftir استفاده شد. نتایج sem نشان داد که ابعاد کریستال کیتوزان نانومغناطیسی، اغلب در محدوده 50 تا 100 نانو متر می باشد. آنالیز ftir مشخص نمود که کیتوزان نانو مغناطیسی پس از تماس با محلول آبی محتوی نیترات، قادر به جذب نیترات می باشدو طبق آزمون xrd ، اکسید آهن در ترکیب جاذب وجود دارد. شرایط بهینه جذب نیترات در ph برابر7، جاذب 6 گرم در لیتر و غلظت اولیه آنیون نیترات100 میلی گرم در لیتر بدست آمده که بالاترین میزان جذب در زمان 60 دقیقه و درصد حذف آنیون نیترات توسط این جاذب 16/85 درصد بدست آمد. در این شرایط، ظرفیت جذب نیترات برابر 92/141میلی گرم بر گرم بدست آمد. نتیجه گیری: نتایج بدست آمده نشان داد که جاذب کیتوزان نانو مغناطیسی می تواند به عنوان جاذبی مناسب برای حذف آنیونهای نیترات از محیطهای آبی مورد استفاده قرار گیرد.

Evaluation of Nano-Magnet Chitosan Performance in Nitrate Removal from Aqueous Solutions

Background Objective: Nitrate is one of the hazardous contaminants in the aquatic environment that causes health problems. The nitrate concentrations higher than permitted potable water limit(10 mg/l) cause Methemoglobinema disease, Nitrosamine production, intestinal cancer, and etc. In the present study, removal of nitrate from aquatic solution using the nanomagnet chitosan was investigated. Materials and methods: Magnetic chitosan was prepared by coprecipitation method. Effects of parameters such as pH(48), initial concentrations of nitrate and contact time(0,5,10,15,10,30,45,60,90,120,min) on nitrate removal from aqueous solution was studied. For nitrate removal mechanism study, Langmuir and freundlich isotherms and first order and second order kinetics were used. Results: The structure of the synthesis materials was characterized by SEM,XRD and FTIR. According to the SEM method, the nanomagnet chitosan was about 50100nm. The FTIR analysis show that nanomagnet chitosan is able to absorb nitrate and according to the XRD, there is iron at absorbent compound. The optimum nitrate adsorption occurred at pH 7, 6 g/l of adsorbent and 100 mg/l of initial nitrate concentration that higher of adsorption capacity was also attained at contact time 60 min, it was found high adsorption capacity (141/92 mg/g) and removal percentage (85/16%) for removal of nitrate anion. Conclusion: The results of the present study showed that nanomagnet chitosan adsorbent can be used as an suitable adsorbent for removing nitrate anions from aquatic environments.