بررسی سینتیک و تعادل فرایند جذب سرب توسط پودر کربن فعال مغناطیسی شده با نانو ذرات Fe3O4 از محلول‌های آبی

Abstract

<strong>ترکیب نانوذرات مغناطیسی با سایر جاذب‌ها، نه تنها تأثیری بر خواص مغناطیسی‌شان نمی‌گذارد بلکه منجر به ایجاد جاذب‌هایی می‌شود که فرایند تصفیه را اصلاح </strong><strong>کرده </strong><strong>و بهبود می‌بخشند. هدف از این پژوهش سنتز کربن فعال مغناطیسی شده با نانوذرات اکسید آهن مغناطیسی </strong><strong>Fe₃O₄</strong><strong> برای حذف فلز سمی سرب از محیط‌های آبی بود. جاذب مغناطیسی با استفاده از روش هم‌ترسیبی آماده شد و مشخصات فیزیکی و ساختاری آن‌ با روش‌‌های </strong><strong>XRD</strong><strong> و </strong><strong>TEM</strong><strong> مورد آنالیز قرار گرفت. برای بهینه‌سازی متغیرها، آزمایش‌ها با روش سطح پاسخ با کاربرد مدل باکس بنکن توسط نرم‌افزار </strong><strong>Minitab 17</strong><strong> طراحی شدند. متغیرهای</strong><strong>pH </strong><strong>(9-5)، دما (25 تا 45 درجه سلسیوس) و مقدار جاذب (5/0 تا 2 گرم) بررسی شدند و تعداد 15 آزمایش طراحی شد. شرایط بهینه به‌دست آمده برای حذف سرب با سنتز کربن فعال مغناطیسی شده با نانوذرات </strong><strong>Fe₃O₄</strong><strong>، در </strong><strong>pH</strong><strong> برابر 7، دمای 45 درجه سلسیوس و مقدار 2 گرم جاذب اتفاق افتاد. مطالعات سینتیکی نشان داد که حذف سرب از مدل مرتبه دوم تبعیت می‌کند و زمان تماس مناسب 15 دقیقه است. حداکثر درصد حذف سرب بعد از 90 دقیقه 87/86 درصد بود. همچنین طبق نتایج به‌دست آمده، همدمای جذب سطحی سرب تطابق خوبی با ایزوترم لانگمیر نشان داد. مطالعه حاضر نشان داد که کربن فعال مغناطیسی پتانسیل بالایی در حذف آلاینده سرب دارد. لذا انتظار می‌رود که مغناطیسی کردن پودر کربن فعال با حفظ ویژگی‌های فیزیکی و سطحی آن، یک روش مناسب برای رفع مشکلات استفاده از جاذب‌های پودری به‌ویژه در مورد جداسازی و فیلتراسیون آن‌ها باشد.</strong>