بخشی از مقاله
چکیده
افزایش فعالیتهای صنعتی باعث ورود فلزات سنگینی مانند کروم به درون آب میشود. در این تحقیق از دو نوع بیوچار برگ سنجد و سبوس برنج بهعنوان جاذب، به منظور حذف کرومات از محلولهای آبی استفاده شد. برای این منظور سینتیک و همدمای جذب، اثر زمان تماس، غلظت اولیه و pH در جذب کرومات بر دو نوع بیوچار بررسی شد. نتایج این تحقیق نشان داد بیشترین میزان جذب کرومات توسط بیوچار سبوس برنج در pH=7 و حداکثر جذب توسط بیوچار برگ سنجد در pH=8/5 صورتگرفت و با افزایش و یا کاهش pH میزان جذب کرومات کاهش یافت. در مقایسهی بین دو نوع بیوچار در جذب کرومات، بیوچار سبوس برنج میزان جذب بالاتری را نسبت به بیوچار برگ سنجد نشان داد. در معادلات سینتیکی نیز مدل شبه مرتبه دوم با 2 بالای 98 درصد نسبت به دو مرتبهی صفر و یک سینتیک جذب را بهتر برازش نمود. در مورد ایزوترم - های جذب نیز مدل فروندلیچ با 2 بالاتر برازش بهتری نسبت به مدل لانگمویر داشت.
مقدمه
به علت افزایش فعالیتهای انسانی از اواخر قرن نوزدهم و اوایل قرن بیستم، آلودگیهای ناشی از عناصر آلاینده بهطور وسیعی در دنیا افزایش یافته است که ازجملهی این عناصر، کروم است که به دلیل سمیت برای محیطزیست، از آلایندههای محیطزیستی به شمار میرود. این فلز در طبیعت به شکلهای مختلف بوده که کروم شش ظرفیتی خطرناکترین شکل آن میباشد . - 1 - در این مطالعه اثر جذب سطحی کروم توسط دو نوع جاذب، بیوچاربرگ سنجد و سبوس برنج به منظور کاهش آلودگی محلولهای آبی بررسی شد. بیوچارها از رنج وسیعی از مواد حاوی کربن از قبیل علفها، چوبها و یا از پسماندهای کشاورزی و جنگلداری تهیه میشود . - 2 - در این مطالعه بیوچارهای استفاده شده شامل برگ سنجد - be - 1 و بیوچار سبوس برنج - - br2 است، که بهعنوان جاذب در غلظتهای مختلف محلول، pH های مختلف و همچنین در زمانهای مختلف به منظور حذف کرومات از محلولهای آبی استفاده شد.
مواد و روشها
مواد شیمیایی استفاده شده همگی از شرکت مرک3 تهیه شد. به منظور تهیهی بیوچار، سبوس برنج و برگ سنجد خشک شد و بهصورت جداگانه درون ظرفهای فلزی درب دار ریخته شد. ظرفها در دمای 400 درجه به مدت 6 ساعت در کوره مخصوص تهیه بیوچار و در شرایط بی هوازی حرارت داده شد.
مطالعات جذب
به منظور تهیهی محلول 1000 میلیگرم بر لیتر کروم از دیکرومات پتاسیم - K2Cr2O7 - استفاده شد و غلظت کرومات، به روش جیمز و بارتلت اندازهگیری شد . - 4 - غلظت کروم با استفاده از دستگاه اسپکتروفوتومتر - Jenway6305 - در طولموج 540 نانومتر قرائت شد. برای بررسی ایزوترمهای جذب، میزان 0/1 گرم بیوچار - برگ سنجد و سبوس برنج - به 25 میلیلیتر از محلول کروم 0 - ، 1، 2، 5، 10، 50، 100میلیگرم بر لیتر - اضافه شد و در دمای محیط به مدت 1 ساعت تکان داده شد، پس از فیلتر کردن، غلظت کرومات با دستگاه اسپکتروفوتومتر اندازهگیری شد. برای بررسی سینتیک زمانهای 0 - ، 5، 15، 35، 60،45، 120، 240، 360 و1440 دقیقه - مورد بررسی قرار گرفت و به منظور ایجاد pH های مختلف از محلولهای NaOH و0/01 - HClنرمال - استفاده شد.
نتایج و بحث
تأثیر pH بر جذب سطحی کرومات
بیشترین میزان جذب کرومات توسط بیوچار سبوس برنج - نمودار1 الف - درpH = 7 صورت گرفت که میزان آن حدود 24 درصد بود و بیشترین میزان جذب کرومات توسط بیوچار برگ سنجد - نمودار 1 ب - در pH حدود 8/5 انجام شد. کروم شش ظرفیتی میتواند به شکلهای مختلف در محلول وجود داشته باشد که بستگی به pH محلول و غلظت کروم شش ظرفیتی دارد، pH محلول باعث اثر متقابل بین جاذب و مادهی جذب شده میگردد. بهطورکلی جذب سطحی کروم شش ظرفیتی به اشکالCr 42− وHCr 4− در pH بیشتر از 4 و به شکل دی کرومات در pH کمتر از 3 انجام میشود . - 8 -
