تثبیت نانوذرات بنتونیت اصلاح شده توسط سورفکتانت کاتیونی بر روی سنگدانه‌های پامیس به‌منظور حذف نیترات از محلول آبی

Abstract

<strong>آلودگی نیترات در منابع آبی، به‌دلیل مشکلات زیست‌محیطی و خطر بالقوه برای سلامتی انسان به یک مسئله مهم تبدیل شده است. این پژوهش با هدف بررسی کارایی تثبیت نانوذرات اصلاح شده بنتونیت توسط سورفکتانت کاتیونی بر روی سنگدانه‌های پامیس به‌منظور حذف نیترات از محیط‌های آبی انجام شد. نانوذرات بنتونیت پس از اصلاح توسط سورفکتانت </strong><strong>CTAB</strong><strong> با عملیات گرمایی بر روی بستر سنگدانه‌های پامیس تثبیت شدند و مشخصات فیزیکی و ساختاری جاذب آماده شده با تکنیک‌های </strong><strong>XRD</strong><strong>، </strong><strong>EDAX</strong><strong> و </strong><strong>SEM</strong><strong> بررسی شد. از روش سطح پاسخ بر مبنای طراحی باکس بنکن برای ارزیابی اثر متغیرهای مستقل </strong><strong>pH</strong><strong>، دما و دز جاذب بر عملکرد پاسخ و همچنین پیشگویی بهترین مقدار پاسخ استفاده شد. با استفاده از مدل ایزوترم لانگمیر و فروندلیچ، ثابت‌های تعادلی و با استفاده از سینتیک شبه مرتبه اول و دوم، ثابت‌های سینتیکی محاسبه شد. با توجه به نتایج، مقدار بهینه راندمان حذف نیترات بر اساس مدل باکس بنکن در </strong><strong>pH=5</strong><strong>، میزان جاذب 15 گرم در لیتر و دمای 35 درجه سلسیوس، 49/63 درصد به‌دست آمد. همچنین با افزایش دز جاذب و زمان تماس، میزان حذف نیترات افزایش یافت در حالی که با افزایش </strong><strong>pH</strong><strong> و غلظت اولیه نیترات، راندمان حذف آن کاهش پیدا کرد. مطالعات ایزوترم نشان دادند که داده‌های آزمایشگاهی تطابق بهتری با ایزوترم لانگمیر دارند و بهترین مدل سینتیک جذب به‌وسیله مدل سینتیک شبه مرتبه دوم به‌دست آمد. همچنین راندمان احیا در 5 سیکل جذب و واجذب، بیش از 85 درصد بود. نتایج نشان داد که سنگدانه پامیس اصلاح شده می‌تواند به‌عنوان جاذب مؤثر و در عین حال قابل دسترس برای حذف آلاینده‌ها مورد استفاده قرار بگیرد.</strong>