توانایی کمپوزیت پلی‌اکریلیک اسید- بنتونیت در حذف سرب از محلول‌های آبی در شرایط بسته و ستون

کمبود آب و کاهش کیفیت منابع آب نیاز به یافتن راه حل هایی مناسب برای حذف آلاینده‌ها از منابع آبی را تشدید کرده است. فلزات سنگین که توسط فعالیت‌های شهری و صنعتی تولید می‌شوند جزء مهم‌ترین آلاینده‌های موجود در آب‌‌ها‌ی طبیعی و فاضلاب‌ها هستند. روش‌های مختلفی برای حذف آلاینده‌ها مانند فلزات سنگین از آب‌ها و فاضلاب‌های صنعتی توسعه یافته‌اند که در این میان فرایند جذب به‌عنوان یک روش کارا و اقتصادی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. رس‌ها و پلیمرها به‌دلیل سازگاری با محیط زیست، فراوانی در طبیعت، هزینه کم و سطح ویژه زیاد در حال حاضر به‌طور گسترده‌ای برای جذب فلزات سنگین به‌کار می‌روند. درصورتی که این جاذب‌ها به‌صورت هیبرید استفاده شوند، برخی محدودیت‌های فیزیکی شیمیایی آنها برطرف می‌شود. در این پژوهش، رفتار کمپوزیت پلی‌اکریلیک اسید بنتونیت در مقایسه با بنتونیت طبیعی برای جذب سرب در شرایط بسته و ستون با بستر ثابت آزمایش و تاثیر ph بر آن بررسی شد. نتایج آزمایش‌ها در سیستم بسته نشان داد مدل‌ لانگمویر بر داده‌های تعادلی جذب سرب به‌خوبی برازش می‌یابد. میزان جذب سرب با افزایش ph، افزایش یافت و بیشترین ظرفیت جذب سرب در 4=ph، برابر 83.29 میلی‌گرم بر گرم و در 6=ph، برابر 103.3 میلی‌گرم بر گرم به‌دست آمد. نتایج به‌دست آمده و محاسبه شاخص های پالایش و جذب شامل میانگین غلظت خروجی نسبی، درصد جذب نسبی، درصد سرب انتقال‌یافته و ضریب پالایش از روی منحنی های رخنه برای جاذب‌ها در سیستم ستون با بستر ثابت، نیز نشان داد که کمپوزیت پلی‌اکریلیک اسید بنتونیت دارای ظرفیت جذب بیشتری برای سرب بوده و با افزایش ph، سرب بیشتری از محلول‌ها حذف شده است.

Removal of Lead from Aqueous Solutions by Polyacrylic Acid-Bentonite Composite: Batch and Column Studies

Shortage of water resources and deterioration of water quality have urged the need to develop new technologies for the removal of contaminants from water. Heavy metals produced by municipal and industrial activities are among the most toxic contaminants present in the natural and waste waters. Different methods have been developed for the elimination of heavy metals from water resources and industrial waste waters. Adsorption is an effective and economic method for the water purification purposes. Nowadays, clays and natural polymers have been widely used as the adsorbents for heavy metals, due to their ecofriendly nature, natural abundance, low cost and high specific surface area. If these adsorbents are used as a hybrid material, some of their physical and chemical restrictions would be alleviated. In this study, polyacrylic acid -bentonite hybrids and natural bentonite were compared in terms of Pb adsorption in the batch and fixedbed column systems. Besides, the effect of pH on Pb retention was investigated in both systems. The results of the batch studies showed that Langmuir and Freundlich isotherm models were appropriate in ing quilibrium Pb sorption data. Pb sorption by the sorbents was increased with the rise in solution of pH from 4 to 6, showing the greatest Pb sorption capacity at pH values of 4 (83.29 mg g1) and 6 (103.3 mg g1). Different indices of filtration and adsorption, including average relative effluent concentration, relative adsorption index, relative transmitted index, and filtration coefficient, were calculated from the breakthrough curves, indicating that the polyacrylic acidbentonite nanocomposite was superior in the Pb sorbtion, as compared to bentonite. Also, a higher pH value resulted in the greater Pb removal from the solutions.