بررسی رفتار جذب سرب در حضور کربن‌دات (سینتیک، ایزوترم و ترمودینامیک)

آب و خاک

مقالات آماده انتشار، اصلاح شده برای چاپ، انتشار آنلاین از تاریخ 01 خرداد 1403   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.2024.85220.1357

نویسندگان

جلال صادقی¹؛ امیر لکزیان^{* 2}؛ اکرم حلاج نیا³؛ مینا علیخانی مقدم⁴

¹گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

²دانشگاه فردوسی مشهد

³استادیار، گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

⁴گروه شیمی، دانشگاه پیام نور، مشهد، ایران

چکیده

استفاده از جاذب‌های مختلف به منظور حذف فلزات سنگین از محیطهای آبی موضوعی است که به فراوانی در مطالعات مختلف به آن پرداخته شده است. با این وجود همچنان استفاده از جاذب‌های ارزان‌ با قابلیت جذب بالا؛ از جمله موضوعاتی است که در بحث حذف فلزات سنگین از محیط‌های آبی مطرح می‌باشد. در این مطالعه به بررسی تاثیر کربن‌دات قارچی بر سینتیک، هم‌دما و ترمودینامیک جذب سرب پرداخته شد. بدین صورت که پس از کشت قارچ Alternaria alternata، اگزوپلی ساکارید این قارچ استخراج و با استفاده از روش هیدروترمال و به کمک اتوکلاو با پوشش تفلون در دمای 200 درجه سانتی‌گراد به مدت 24 ساعت به کربن‌دات تبدیل شد. در ادامه جذب سینتیک، هم‌دما و ترمودینامیک جذب سرب توسط این نانو جاذب بررسی شد. در این آزمایش 7 سطح غلظت آلاینده (100، 200، 300، 400، 500، 750 و 1000 میلی‌گرم در لیتر)، 7 زمان تماس (5، 10، 15، 20، 25، 30 و 60 دقیقه)، pH (2، 4، 6، 7، 8، 9، 10 و 11)، 8 دز نانوجاذب (50، 100، 200، 300، 400، 500، 750 و 1000 میلی‌گرم)، 3 قدرت یونی محلول (1/0، 01/0 و 001/0 مولار پتاسیم کلرید) و 5 نوع درجه حرارت محلول (25، 30، 35، 40 و 45 درجه سانتی‌گراد) بررسی شد. نتایج نشان داد که حداکثر میزان جذب سرب توسط این جاذب 59/13 میلی‌گرم بر گرم بود. از میان مدل‌های سینتیک جذب انتخاب شده (شبه درجه اول، شبه درجه دوم و پخشیدگی درون ذره‌ای)، داده‌ها به خوبی توسط مدل شبه مرتبه دوم با R2= 0.99 و RMSE=0.064 توصیف شد. معادله لانگمویر بهترین برازش را برای هم‌دما جذب سرب در این مطالعه نشان داد که بیانگر جذب تک لایه‌ای و همگن سرب توسط جاذب مورد مطالعه بود. مقادیر مثبت H (3/13 کیلوژول/مول) و S (34/70 ژول/مول.کلوین) نشان‌دهنده گرماگیر بودن واکنش و افزایش بی‌نظمی در سطح مشترک جامد-مایع در طول جذب سرب توسط کربن‌دات قارچی بود. مقادیر منفی G نیز نشان-دهنده خود به خودی بودن واکنش جذب بود.

کلیدواژه‌ها

اگزوپلی‌ساکارید؛ جذب سطحی؛ فلز سنگین؛ نانو جاذب

مراجع