سیلیکا مونولیت با ساختار مزوحفره: سنتز، شناسایی و کاربرد آن برای حذف کادمیم از فاضلاب

نویسندگان

1 گروه مهندسی مواد، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه یاسوج، یاسوج، ایران

2 گروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه یاسوج، یاسوج، ایران

3 گروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه یاسوج، یاسوج، ایران

doi
10.22060/ceej.2019.16869.6380
چکیده

یکی از مهم‌ترین مسائل دنیای امروز، آلودگی آب در اثر فلزات سمی و خطرناک می­ باشد. از جمله فلزات سمی که از طریق صنایع مختلف وارد آب‌های سطحی و زیرزمینی می­ شود، کادمیم است. در این مقاله، سیلیکا مونولیت بر پایه پلی اتیلن اکساید، با ساختار تخلخلی یکنواخت سنتز شد و برای حذف یون‌های کادمیم از محیط آبی استفاده شد. خواص شیمیایی و فیزیکی سیلیکا مونولیت با تکنیک‌های SEM، BET و FTIR شناسایی شد. نتایج آنالیزهای   BETو SEM نشان داد که مونولیت دارای ساختار مزو حفره می­ باشد و مساحت سطح ویژه 543 مترمربع بر گرم است. سیلیکا مونولیت سنتز شده به عنوان جاذب برای حذف کادمیم در یک فرآیند جذب سطحی ناپیوسته استفاده شد و اثر پارامترهای عملیاتی از جمله pH، غلظت اولیه فلز، میزان جاذب، و زمان تماس بررسی شد. از روش طراحی آزمایش مرکب مرکزی به منظور بهینه ­سازی اثر پارامترهای عملیاتی استفاده شد. نتایج طراحی آزمایش نشان از اهمیت پارامتر pH و مقدار جاذب داشتند. تحلیل داده ­های تعادلی نشان داد که حداکثر ظرفیت جذب مونولیت سنتز شده برابر با 153 میلی‌گرم کادمیم بر گرم مونولیت می­باشد. داده­ های سینتیکی با مدل­ های مختلف آنالیز شدند و نتایج حاصل نشان از اهمیت جذب شیمیایی دارند. نتایج احیاء جاذب و استفاده مجدد از آن به عنوان جاذب نشان داد که مونولیت سنتزشده توانایی بالای برای جذب یون های فلزی سنگین از یک محلول آبی دارد و می­ تواند به عنوان یک گزینه مناسب برای تصفیه آب در ابعاد صنعتی باشد.