حذف سرب از محلول‌های آبی با استفاده از ژل نانو فیبر سلولز باکتریایی

Abstract

سابقه و هدف: فلزات سنگین از جمله سرب به علت سمیت، پایداری و عدم قابلیت تجزیه بیولوژیکی اثرات سوء فراوانی بر موجودات زنده و محیط‌زیست می‌گذارندحضور فلزات سنگین در آب‌های سطحی و آب‌های زیر‌زمینی تبدیل به یک مشکل عمده آلودگی معدنی شده است تخلیه و تصفیه فاضلاب صنعتی حاوی فلزات سنگین مسائل مهم در حفاظت از محیط‌زیست می‌باشد. روش‌های مختلفی جهت حذف فلزات سنگین وجود دارد که یکی از بهترین روش‌ها جذب سطحی است. هدف از این پژوهش استفاده از ژل نانو فیبرهای سلولزی باکتریایی جهت حذف یون‌های فلز سنگین سرب از محلول‌های آبی بود.<br /> مواد و روش‌ها: ابتدا ژل نانو فیبرهای سلولزی باکتریایی به عنوان نانوبیو مواد طبیعی که دارای قطر در محدوده نانومتری و طول تا چند میکرون است، خریداری شد. سپس محلول استوک از نمک نیترات سرب در آب مقطر دیونیزه تهیه شد. محلول‌های آزمایش در غلظت‌های متفاوت از رقیق کردن محلول استوک اولیه با آب مقطر دیونیزه تهیه شدند.pH محلول با استفاده از محلول‌های 1/0 مولار نیتریک اسید و سدیم هیدروکسید در ابتدای آزمایش تنظیم شدند و بعد از شروع آزمایش کنترل نشدند. در این مطالعه پارامترهایی از جمله تأثیر pH، دما، زمان تماس، مقدار جاذب و غلظت در سیستم ناپیوسته و با سه بار تکرار بررسی گردید. محلول‌های حاوی جاذب در ارلن مایر 250 میلی لیتری قرارداده شده و در شیکر با دور rpm120 در زمان‌های مشخص قرار گرفتند و پس از آن نمونه‌ها در سانتریفیوژ با rpm 4000 به مدت 5 دقیقه قرار گرفتند. میزان غلظت یون‌های سرب در محلول با استفاده دستگاه اسپکتروفتومتر جذب اتمی تعیین شدند. جهت بررسی مکانیسم جذب سطحی از مدل‌های ایزوترمی فروندلیچ و لانگمویر و پارامترهای سینتیکی استفاده شد. نرم‌افزار Excel برای تجزیه و تحلیل داده‌ها استفاده شد.<br /> یافته‌ها: نتایج نشان داد که حداکثر راندمان جذب سرب در ژل نانو فیبرهای سلولزی باکتریایی در شرایط 5pH= ، زمان 50 دقیقه و دمای 25 درجه سانتی‌گرادو جرم جاذب 35/0 گرم، برابر 2/93± بوده است.. که بیانگر این است جذب در شرایط مناسب انجام شده است. مطالعات سیستم ناپیوسته ایزوترم نشان داد که جذب از مدل فروندلیچ پیروی می‌کند و سینتیک جذب از معادله شبه مرتبه دوم تبعیت داشت.<br /> نتیجه‌گیری: بنابراین بر اساس یافته‌های این مطالعه چنین می‌توان گفت که ژل نانو فیبرهای سلولزی باکتریایی می‌تواند به عنوان یک جاذب مناسب و دوستدار محیط زیست با سطح ویژه بالا جهت حذف فلزات سنگین از محلول‌های آبی به ویژه از فاضلاب صنایع استفاده شود. در مقایسه با سایر تحقیق‌های مشابه در زمینه جذب سطحی مشخص شد که این نانوجاذب از بهترین جاذب‌ها می‌باشد و می‌تواند به شکل موفقیت‌آمیزی برای حذف فلزات سنگین در صنایع مختلف استفاده شود.