حذف فلزات سنگین از محلول های آبی با استفاده از نانو صفحات اکسید گرافن: بهینه سازی با روش سطح پاسخ

نویسندگان

1

2

3 دانشگاه علوم پزشکی شهید صدوقی

4 دانشگاه علوم پزشکی بابل

5

doi
چکیده

زمینه و هدف : آلودگی آب با فلزات سنگین یک مشکل اساسی و در حال توسعه در جهان است. در این مطالعه حذف فلزات سنگین کادمیوم و سرب با استفاده از جاذب اکسید گرافن صورت گرفت. روش بررسی : نانو صفحات اکسید گرافن به روش هامرز، سنتز گردید و ویژگی های آن با استفاده از FTIR ، XRD و SEM بررسی شد. اﺛـﺮ ﻣﺘﻐﻴﺮﻫـﺎی ﻣﺴﺘﻘﻞ pH ، زﻣﺎن ﺗﻤﺎس و ﻏﻠﻈﺖ اولیه محلول ﺑﺮ عملکرد حذف فلزات سنگین کادمیوم و سرب ﺑﺎ روش ﺳﻄﺢ ﭘﺎﺳﺦ ﺑﺮ ﻣﺒﻨﺎی ﻃﺮاﺣﻲ ﺑﺎﻛﺲ ﺑـﻨﻜﻦ ( Box-Behnken ) ﻣـﻮرد ارزﻳـﺎﺑﻲ ﻗـﺮار ﮔﺮﻓـﺖ. با به کارگیری مدل Quadratic میزان جذب برای فلز کادمیوم و سرب تقریبا 99 درصد به دست آمد. از آﻧـﺎﻟﻴﺰ وارﻳـﺎﻧﺲ ANOVA ، ﺑﻪ ﻋﻨﻮان روش آﻣﺎری آﻧﺎﻟﻴﺰ ﭘﺎﺳﺦ ﻫﺎ اﺳﺘﻔﺎده شد. یافته ها : تصاویر SEM ، متوسط اندازه صفحات اکسید گرافن را 1 تا µ m 3 نشان داد. پس از بهینه سازی توسط روش سطح پاسخ حداکثر ظرفیت جاذب، ﺑﺮای ﺳﺮب مقدار mg/g 136 و ﺑﺮای کادمیوم مقدار mg/g 68 به دست آمد. بررسی اﻳﺰوﺗﺮم ها ﻧﺸﺎن داد، ﺟﺬب کادمیوم از ایزوﺗﺮم لانگمویر و ﺟﺬب سرب از ایزوﺗﺮم ﻓﺮوﻧﺪﻟﯿﭻ ﭘﯿﺮوی ﻣﯽ ﮐﻨﺪ. نتیجه گیری : نتایج نشان داد که ﮔﺮاﻓﻦ اﮐﺴﺎید ﻋﻤﻠﮑﺮد ﺧﻮﺑﯽ در ﺣﺬف دو آﻻینده کادمیوم و ﺳﺮب از محلول های آﺑﯽ دارد. مهمترین عوامل تاثیر گذار بر جذب فلزات مورد مطالعه، pH محلول و غلظت اولیه بود. بررسی نتایج و تحلیل RSM نشان داد که داده های حاصل از آزمایش با مدل پیش بینی شده مطابقت داشت.