سنتز نانوکامپوزیت ZnS/NiS به روش سنتز احتراقی در محلول و بررسی خواص جذبی آن برای حذف فلزات سنگین از آب

نویسندگان

1 دانشگاه صنعتی شریف

2

3

doi
https://doi.org/10.71905/jnmm.2026.1236628
چکیده

مقدمه : سنتز سولفید فلزات انتقالی به دلیل خواص ویژه‌ی آن‌ها، به ویژه عملکرد برجسته در تصفیه ی آب ، همواره مورد توجه محققان بوده است. فلزات سنگین یکی از مهم‌ترین آلاینده‌های موجود در پساب‌ها محسوب شوند زیرا ورود آن‌ها در مقادیر بسیار کم به زنجیره‌ی غذایی موجودات زنده می‌تواند خطرناک باشد. روش : نانوکامپوزیت ZnS/NiS می‌‌‌‌تواند گزینه‌ای عالی برای حذف فلزات سنگین از آب با استفاده از فرآیند جذب باشد. علیرغم استفاده از روش‌های سنتز مختلف برای تولید این ماده، اما در پژوهش حاضر از روش سنتز احتراقی در محلول (SCS) به دلیل توانایی بالا در تولید نانومواد سولفیدی‌ استفاده شد. در این پژوهش از نیترات‌نیکل و نیترات‌روی به عنوان اکسیدکننده و از تیو‌اوره به عنوان سوخت استفاده شده تا نانوکامپوزیت ZnS/NiS تولید شود. فرآیند SCS با نسبت‌های مختلف سوخت به اکسیدکننده انجام گرفت تا با تعیین نسبت بهینه سه ماده‌ی دیگر ZnS ، NiS و کائولنZnS/NiS/ نیز با همین روش تولید شده و تاثیر عواملی‌ مانند ساختار کامپوزیتی و همچنین حضور ماده‌ی کائولن در رفتار جذبی مواد جاذب مشخص شود. از میکروسکوپ الکترونی نشرمیدانی‌روبشی (FESEM)، پراش‌اشعه‌‌ایکس (XRD) و BET جهت مشخصه‌یابی نانوکامپوزیت‌های ایجاد شده ، از آزمون ICP-OES برای مشخص‌ شدن میزان جذب و از آزمون‌های FTIR و رامان برای تعیین مکانیسم‌های جذب استفاده شد. یافته­ ها : با بررسی داده‌های به دست آمده از آزمون جذب برای 3 فلز آلاینده سرب ، مس وکبالت و مقایسه میزان جذب 4 ماده ، ماده‌ی جاذب ZnS/NiS بهترین عملکرد برای حذف فلزات سنگین را از خود نشان داد ؛ بنابراین مدل‌های ایزوترمی وترمودینامیک فرآیند جذب برای این ماده بررسی شد. همچنین نتایج FTIR و رامان برای این ماده نشان داد که تبادل کاتیونی ، رسوب فلزات سنگین و تشکیل کمپلکس از مکانیسم‌های جذب هستند. نتیجه­ گیری : مشاهده ‌شد با افزایش غلظت آلاینده‌ی مس از 90 تا 270 ppm مقدار جذب از تا q= برای این فلز افزایش می‌یابد که بالاترین ظرفیت جذبی مشاهده شده در این پژوهش است و با وجود حضور 3 کاتیون فلزی و جذب رقابتی به عنوان عاملی مخرب بر جذب ، عملکرد جذبی ماده‌ی جاذب عالی است.