مطالعه سینتیک، ترمودینامیک و ایزوترم فرآیند حذف فلوراید از محلول‌های آبی با استفاده از نانوذرّات گرافن ‌اکساید

Abstract

زمینه و هدف: فلوراید یکی از عناصر ضروری آب است که از طرق مختلف طبیعی و فعالیت‌های انسانی وارد منابع آب می‌شود و از لحاظ بهداشتی اهمیت زیادی دارد. سازمان بهداشت جهانی (WHO) حدّ مجاز فلوراید را در منابع آب آشامیدنی، 5/1 میلی‌‌گرم در لیتر تعیین کرده است. در این مطالعه، به بررسی فلوئورزدایی از محلول‌های آبی توسط نانوذرّات گرافن اکساید، پرداخته شد.

روش تحقیق: در این مطالعه تجربی و آزمایشگاهی؛ اثرات pH، زمان تماس، غلظت اولیه فلوراید، جرم جاذب، دما و حضور آنیون‌سولفات بر فرآیند حذف مورد بررسی قرار گرفت؛ همچنین بررسی ترمودینامیک، سینتیک‌های شبه درجه اول و دوم و ایزوترم‌های جذب فروندلیچ و لانگمویر برای فرآیند جذب سطحی صورت گرفت.

یافته‌ها: بیشترین مقدار جذب توسط جاذب در 3pH= و غلظت اولیه فلوراید، برابر با 10 میلی‌گرم در لیتر رخ داد و جذب در لحظات اولیه تماس جاذب (15 دقیقه) به حداکثر مقدار خود رسید. نتایج نشان داد جذب فلوراید از ایزوترم لانگمویر پیروی می‌نماید. نتایج حاصل از بررسی ترمودینامیک واکنش نیز نشان داد که واکنش از نوع واکنش‌های گرمازاست. در بررسی سینتیک واکنش نیز مشخص شد که فرآیند جذب از مدل سینتیک شبه درجه دوم تبعیت می‌کند.

نتیجه‌گیری: نانوذرّات گرافن اکساید برای حذف فلوراید در pH اسیدی، دمای محیط و غلظت بالای فلوراید، کارایی بهتری دارند.