حذف یون کادمیم از محلول آبی با استفاده از نانوذرات مغناطیسی نیکل فریت دارای اتصال عرضی با کیتوزان

کادمیم یکی از فلزات سنگین تجزیه‌ناپذیر و بسیار سمّی است که از منابع مختلف وارد محیط‌های آبی می‌شود. دستیابی به ذخایر آب پاک و سالم مستلزم در نظر گرفتن تمهیداتی برای حذف کادمیم از پساب‌ها، پیش از تخلیه در محیط زیست است. در این پژوهش، نانوکامپوزیت مغناطیسی nife2o4-cs با واکنش ایجاد اتصال عرضی میان کیتوزان و نانوذرات نیکل فریت (nife2o4) با استفاده از گلوتارآلدئید به‌عنوان عامل ایجادکننده اتصال عرضی تهیه شد. ساختار، مورفولوژی، و رفتار مغناطیسی nife2o4-cs  با آنالیزهای ftir، xrd، fesem، edx، و vsm مشخص شد. ویژگی جذب سطحی یون‌های کادمیم روی کامپوزیت cs–nife2o4 و عوامل موثر بر آن نظیر ph، زمان تماس، غلظت اولیه کادمیم، و حضور یون‌های فلزی خارجی به طور کامل بررسی شد. بازده حذف کادمیم با غلظت اولیه 10 میلی‌گرم در لیتر درph  برابر 7 و زمان 60 دقیقه با nife2o4-cs به 95 درصد رسید. چگالی بالای آمین و هیدروکسیل در کیتوزان، تشکیل کی‌لیت با یون‌های کادمیم را تسهیل می‌سازد و بازده فرایند جذب سطحی را افزایش می‌دهد. مدل سینتیکی شبه مرتبه اول، برازش بهتری با داده‌های تجربی جذب داشت و داده‌های تعادلی با همدمای جذبی لانگمیر به خوبی توصیف شدند. نتایج جذب/واجذب نشان داد که nife2o4-cs تهیه شده قابلیت استفاده مجدد در فرایند جذب سطحی را دارا است. مطابق نتایج این پژوهش، nife2o4-cs  می‌تواند به‌عنوان یک جاذب بالقوه موثر در حذف کادمیم از پساب مورد استفاده قرار گیرد.

Removal of Cd (II) Ion from Aqueous Solution Using Nickel Ferrite Magnetic Nanoparticles Cross–Linked Chitosan

Cadmium is one of the nonbiodegradable and extremely toxic heavy metals that enter into the aquatic environment by various sources. In order to provide a safe and clean water supply to the public, there is a crucial need to take some measures for removal of cadmium from wastewaters prior to their disposal in the environment. In the present study, a NiFe2O4CS magnetic nanocomposite was prepared by a cross–linking reaction of chitosan with nickel ferrite (NiFe2O4) nanoparticles using glutaraldehyde as the cross–linking agent. The structure, morphology, and magnetic behavior of the NiFe2O4CS were characterized by FTIR, XRD, FESEM, EDX, VSM analysis. The adsorption property of Cd (II) onto NiFe2O4CS composite and the different factors that affect the adsorption, such as pH value, contact time, initial Cd (II) concentration, and the presence of foreign metal ions were extensively investigated. The Cd (II) removal efficiency of 95% was obtained within 60 min at pH 7.0 with initial Cd (II) concentration of 10 mg/L using CS/NiFe2O4. High amine and hydroxyl density of chitosan facilitated the chelation with Cd (II) ions, resulting in efficient adsorption. The pseudosecondorder kinetic model provided the best fit to experimental adsorption data and the equilibrium data could be well described by Langmuir adsorption isotherm. Adsorption/desorption results demonstrated that reusability of prepared NiFe2O4CS was considerable. The results showed that NiFe2O4CS could be employed as an effective and potential adsorbent for application in the removal of Cd (II) from wastewater.