ساخت هیبرید آلی- معدنی آمینی بر پایه ماده نانو ساختار سیلیسی SBA-15 و استفاده از‌ آن در حذف یون‌های فلزات سنگین از محلولهای آبی

Abstract

فلزات سنگین از نظر زیستی قابل تجزیه نیستند و به‌دلیل تجمع در بافتهای زنده، سبب بروز اختلالات عصبی و سرطان می‌شوند. بنابراین حذف این عناصر از محیط‌های آبی و پسابها از الزامات محیط‌زیستی و بهداشتی محسوب می‌گردد. در این تحقیق ابتدا مزوپور سیلیسی نانو متخلخل SBA-15 با روش هیدروترمال ساخته شد و سپس با قرار دادن گروههای آمینی 3-آمینو پروپیل‌تری اتوکسی سیلان با غلظتهای 4 (NH₂(4mM)-SBA-15)، 6 (NH₂(6mM)-SBA-15) و 8 (NH₂(8mM)-SBA-15) میلی‌مول روی سطح آن، سطح مزوپور اصلاح و از آنها به‌عنوان جاذب فلزات سنگین سرب، مس و کادمیم استفاده گردید. ویژگی‌ جاذبهای ساخته شده از نظر ساختار کریستالی، مورفولوژی، مساحت سطح و سایر پارامترها با استفاده از آنالیزهای پراش پرتو ایکس، تصویر میکروسکوپ الکترونی و آنالیز سطح ویژه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد با افزایش غلظت آمین از 4 به 8 میلی‌مول، درصد جذب از 46/1 به 100 درصد برای سرب، از 44/2 به 79/3 درصد برای مس و از 26/8 به 67 درصد برای کادمیم رسید. بنابراین NH₂(8mM)-SBA-15 به‌عنوان جاذب مطلوب انتخاب گردید و اثرات زمان تماس، دز جاذب، pH و غلظت اولیه فلزات بر کارایی جذب در سیستم ناپیوسته مورد مطالعه قرار گرفت. همچنین نتایج حاصل از جذب تعادلی با استفاده از مدل‌های ایزوترمی لانگمیر و فروندلیچ بررسی گردید. بیشینه ظرفیت جذب تعادلی معادل 15/9 میلی‌گرم بر گرم برای سرب، 13/1 میلی‌گرم بر گرم برای مس و 11/2 میلی‌گرم بر گرم برای کادمیم به‌دست آمد. از آنجایی که جاذب ساخته شده از دسته مواد زیست‌سازگار بوده و از کارایی جذبی مناسبی برخوردار است لذا به‌منظور مطالعات آتی در حذف فلزات سنگین توصیه می‌گردد.