طراحی و بهینه‌سازی جذب فلز سنگین کروم (VI) از محلول‌های آبی توسط ذرات پوست میوه تمبرهندی فعال شده با اسیدسولفوریک

آب و خاک

مقاله 4، دوره 32، شماره 5 - شماره پیاپی 61، پاییز 1397، صفحه 891-904  

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.v32i5.64308

نویسندگان

مرتضی شاهمرادی ؛ امیر تائبی؛ هستی هاشمی نژاد

دانشگاه صنعتی اصفهان

چکیده

در این تحقیق، میزان پتانسیل حذف فلز سنگین کروم (VI) از محلول­های آبی توسط پوسته میوه تمبرهندی اصلاح شده با اسیدسولفوریک بررسی شد. روش سطحی پاسخ بر اساس روش D-optimal برای بهینه­سازی جذب کروم (VI) توسط ذرات پوسته میوه تمبرهندی اصلاح شده به کار رفت. پنج متغیر مستقل از جمله، دز جاذب برابر (1-7g/L)، سرعت لرزاننده (شیکر) برابر (50-200rpm)، pH اولیه محلول برابر (10-1)، غلظت اولیه محلول کروم (VI) برابر ((5-150mg/L و زمان تماس برابر (30-120min) برای پیش­بینی بازدهی حذف فلز سنگین کروم (VI) به کار رفت. اهمیت متغیرهای مستقل و تقابل آنها توسط آنالیز واریانس (ANOVA) بررسی شد. با استفاده از بهینه­سازی به مقادیر بهینه دز جاذب برابر 3g/L، سرعت لرزاننده برابر 200rpm، pH برابر 1، غلظت محلول کروم برابر 150mg/L و زمان تماس برابر 90min به بیشینه ظرفیت جذب محلول کروم (VI) برابر 23mg/g دسترسی پیدا کردیم؛ نتایج آزمایشات جذب با مدل ایزوترم فرندلیچ سازگاری بیشتری داشت.

کلیدواژه‌ها

پوسته میوه تمبرهندی؛ محلول کروم 6 بار مثبت؛ D-optimal؛ بهینه سازی؛ روش رویه پاسخ

مراجع

1. D. Abrowski, Z. Hubicki, P.Podko Scielny and E. Robens.2004. Selective of the heavy metal ions from waters and industrial wastewater by ion-exchange method. Chemosphere, 56:91-106.
2. R. Ahmad., 2004. Sawdust: Cost effective scavenger for the removal of chromium(iii) ions from aqueous solutions. Water, Air and Soil Pollution, 163:169-183.
3. B.V. Babu. 2008. Adsorption of Cr(VI) using activated neem leaves: kinetic studies. Springer Science+Business Media, 14:85-92.
4. M.Dinesh and U.Charles. 2006. Activated carbons and low cost adsorbents for remediation of tri- and hexavalent chromium from water. Journal of Hazardous Materials, 137:762-811.
5. V.K. Gupta, A.K. Shrivastava and N.Jain. 2001. Biosorption of chromium (VI) from aqueous solutions by green algae spirogyra species. Water Research, 25:4079-4090.
6. A.H. Mahvi, D. Naghipour, F.Vaezi, and S.Nazmara. 2005. Teawaste as an adsorbent for heavy metal removal from industrial wastewaters. American J. of Applied Sciences, 2:272-275.
7. K. Srinivasan, T. Balasubramanian, V. Ramakrishna. 1991. Studies on chromium(VI) removal by activated groundnut husk carbon. Indian J. Environ. Health, 33:433–439.
8. K. Periasamy, K. Srinivasan, P.R. Murugan. 1991. Studies on chromium(VI) removal by activated ground nut husk carbon. Indian J. Environ. Health, 33: 433–439.
9. G.J. Alaerts, V. Jitjaturant, P. Kelderman. 1989. Use of coconut shell based activated carbon for chromium(VI) removal. Water Sci. Technol, 21:1701–1704.
10. C. Selomulya, V. Meeyoo, R. Amal. 1999. Mechanisms of Cr(VI) removal from water by various types of activated carbons0 J. Chem. Technol. Biotechnol, 74 :111–122.
11. K. Selvi, S. Pattabhi, K. Kadirvelu. 2001. Removal of Cr(VI) from aqueous solution by adsorption onto activated carbon. Bioresour. Technol, 80:87–89.
12. N.K. Hamadi, X.D. Chen, M.M. Farid, M.G.Q. Lu. 2001. Adsorption kinetics for the removal of chromium(VI) from aqueous solution by adsorbents derived from used tyres and sawdust. Chem. Eng. J, 84 (2) :95–105.
13. K.S. Low, C.K. Lee, N.G. Ay. 1999. Column study on the sorption of Cr(VI) using quaternized rice hulls, Bioresour. Technol, 68:205–208.
14. K. Srinivasan, N. Balasubramanian, T.V. Ramakrishnan. 1988. Studies on chromium removal by rice husk carbon. Indian J. Environ. Health, 30:376–387.
15. M. Kobya. 2004. Removal of Cr(VI) from aqueous solutions by adsorption onto hazelnut shell activated carbon: kinetic and equilibrium studies. Bioresour.Technol, 91:317–321.
16. G. Cimino, A. Passerini, G. Toscano. 2000. Removal of toxic cations and Cr(VI) from aqueous solution by hazelnut shell. Water Res, 34:2955–2962.
17. J.N. Sahu, J. Acharya, B.C. Meikap. 2009. Response surface modeling and optimization of chromium (VI) removal from aqueous solution using Tamarind wood activated carbon in batch process, J. Hazard. Mater, 172:818–825.
18. M.Z. Alam, S.A. Muyibi, J. Toramae. 2007. Statistical optimization of adsorption processes for removal of 2, 4-dichlorophenol by activated carbon derived from oil palm empty fruit bunches. J. Environ. Sci, 19: 674–677.
19. I.A.W. Tan, A.L. Ahmad, B.H. Hameed. 2008. Optimization of preparation conditions of activated carbons from coconut husk using response surface methodology. Chem.Eng. J, 137 :462–470.
20. R.H. Myers, D.C. Montgomery. 2001. Response Surface Methodology, second edWiley.
21. G. Annadurai, R.S. Juang, D.J. Lee. 2001. Adsorption of heavy metals from water using banana and orange peels. Water Sci. Technol, 47 :185–190.
22. P. Ricou-Hoeffer, I. Lecuyer, P. Lecloires. 2001. Experimental design methodology applied to adsorption of metallic ions on to fly ash. Water Res, 35 :965–976.
23. M. Aliabadi, M. Irani, J. Ismaeili, S. Najafzadeh. 2014. Design and evaluation of chitosan/ hydroxyapatite composite nanofiber membrane for the removal of heavy metal ions from aqueous solution. J Taiwan Inst Chem Eng, 45 :518-526.
24. V. Gunaraj, N. Murugan. 1999. Application of response surface methodology for predicting weld bead quality in submerged arc welding of pipes. J. Mater. Process.Technol, 88 :266–275.
25. American Public Health Association. 1998. Standard methods for examination of water and wastewater.
26. K.P. Singh, A. Malik, S. Sinha, P. Ojha. 2008. Liquid-phase adsorption of phenols using activated carbons derived from agricultural waste material. J. Hazard. Mater, 150:626–641.
27. W. Xiangyu, C. Chau, C. Ying, L. Huiling. 2009. Dechlorination of chlorinated methanes by Pd/Fe bimetallic nanoparticles. J. Hazard. Mater, 161 :815–823.
28. O. Celevi, C. Uzum, T. Shahwan, H.N. Erten. 2007. A radiotracer study of the adsorption behavior of aqueous Ba2+ ions on nanoparticles of zero-valent iron. J. Hazard.Mater, 148 :761–767.
29. M.J. Hamilton, U. Mann-Whitney. 2004. September 2 Sample Test (a. k. a. Wilcoxon Rank Sum Test), Department of Anthropology. University of New Mexico, Albuqueque, NM, USA.
30. H.L. Liu, Y.R. Chiou. 2005. Optimal decolorization efficiency of Reactive Red 239 by UV/TiO photocatalytic process coupled with response surface methodology. Chem. Eng. J, 112 :173–179
31. D. Mohan, Ch. Pittman Jr. 2006. Activated carbons and low cost adsorbents for remediation of
32. tri- and hexavalent chromium from water, J. Hazardous Materials, 137 :762–811