فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

سابقه و هدف: سنتز نانومواد مغناطیسی Fe3O4 به دلیل کاربردهای بالقوه آنها در تصفیه فاضلاب مورد توجه قرار گرفته است. عامل پوشش دهنده سطح یا عامل تثبیت کننده نانومواد Fe3O4 می‌تواند به طور قابل توجهی بر خواص و کاربردهای نهایی آنها تاثیر بگذارد. روش‌های سنتز سبز بعنوان یک استراتژی جایگزین برای جلوگیری از مضرات واکنش‌های شیمیایی که ممکن است برخی از مواد شیمیایی سمی یا حلال‌ها در آن دخیل باشند، در نظر گرفته می‌شوند. در این راستا، گیاهان بعنوان یکی از مفیدترین منابع برای سنتز سبز نانوذرات مورد استفاده قرار می‌گیرند، زیرا دارای طیف گسترده‌ای از متابولیت‌ها هستند که می‌توانند بعنوان عامل تثبیت کننده استفاده شوند. پژوهش حاضر با هدف سنتز سبز نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن (Fe3O4) عامل‌دار شده با پروآنتوسیانیدین و ارزیابی کاربرد آن در حذف فلز سنگین سرب (Pb) از فاضلاب صنعتی صنایع باتری‌سازی انجام گرفت. مواد و روش‌ها: نانوذرات آب‌دوست اکسید آهن (Fe3O4) عامل‌دار شده با پروآنتوسیانیدین از طریق رویکرد هیدروترمال سنتز شدند. بمنظور تشخیص و بررسی ویژگی‌های جاذب سنتز شده، نانوکامپوزیت‌های Fe3O4 به ‌دست ‌آمده با طیف‌سنجی فروسرخ تبدیل فوریه (FTIR)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) و پراش پرتو ایکس (XRD) مشخصه‌یابی شدند. نمونه‌های فاضلاب برای انجام آزمایش‌های جذب از فاضلاب کارخانه تولید باتری گرفته شدند. آزمایش‌های جذب به صورت ناپیوسته صورت گرفت و پارامترهای زمان تماس، دوز جاذب و pH بعنوان عوامل موثر بر فرآیند جذب در نظر گرفته شدند. بهینه‌سازی آزمایش‌های جذب از طریق نرم‌افزارDesign Expert مبتنی بر سه پارامتر با روش سطح پاسخ (MRS) با استفاده از باکس بنکن (Box-Behnken) انجام شد. همچنین مدل‌سازی فرآیند سینتیک جذب با کاربرد سینتیک شبه درجه اول و شبه درجه دوم و میزان انطباق داده‌های تجربی تعادل جذب با مدل‌های ایزوترم جذب لانگمویر و فرندلیچ مورد بررسی قرار گرفت. نتایج و بحث: مطابق با یافته‌های حاصل از تصویر SEM، اکثر نانوذرات تولید شده دارای ساختار کروی بوده و تمایل به تشکیل توده‌های بزرگتری دارند. تصویر TEM نانوذرات Fe3O4 نشان داد که متوسط اندازه این نانوذرات 3/7±47 نانومتر است. الگوی XRD حاکی از حضور ساختار اسپینل مکعبی در نانوذرات Fe3O4 بود. بر اساس نتایج حاصل، تاثیر زمان تماس و دوز جاذب در فرآیند جذب Pb بر روی نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن (Fe3O4) عامل‌دار شده با پروآنتوسیانیدین موثرتر از pH بود. در زمان تماس بالا، دوز جاذب بیشتر و در محدوده pH پایین، حذف Pb با راندمان بسیار بیشتری صورت گرفت. بالاترین راندمان حذف Pb از فاضلاب کارخانه تولید باتری به میزان 81/93 درصد در شرایط بهینه pH خنثی (5/6)، زمان تماس 200 دقیقه و دوز نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن (Fe3O4) عامل‌دار شده با پروآنتوسیانیدین برابر با چهار میلی‌گرم بر لیتر به دست آمد. سینتیک و ایزوترم جذب Pb بر روی نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن (Fe3O4) عامل‌دار شده با پروآنتوسیانیدن به ترتیب با مدل‌های شبه درجه دوم و لانگمویر همخوانی داشتند. لذا نرخ جذب توسط برهمکنش شیمیایی کنترل شده و فرآیند جذب از نوع تک لایه می‌باشد. نتیجه‌گیری: نتایج حاصل از پژوهش حاضر نشان داد که جاذب نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن (Fe3O4) عامل‌دار شده با پروآنتوسیانیدین قابلیت خوبی در حذف یون Pb از فاضلاب صنعتی صنایع باتری‌سازی دارد. با توجه به هزینه مقرون به صرفه، روش آماده‌سازی ساده و فرآیند دوستدار محیط‌زیست و همچنین و راندمان بالای جاذب تهیه شده، می‌توان از آن به عنوان جایگزینی مناسب به جای کاربرد جاذب‌های نسبتاً گران قیمتی مانند کربن فعال در حذف آلاینده‌های فلزی استفاده نمود.