نانومقیاس

نانومقیاس

بررسی ترموسینتیکی جذب سطحی وانادیم از پساب‌های صنعتی با استفاده از جاذب نانوچندسازه منیزیم اکسید/ کیتوسان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
نبیه فرهامی
مریم درخشنده
گروه شیمی، دانشگاه آزاد واحد ماهشهر، ماهشهر، ایران
چکیده
هدف از این بررسی، حذف یون وانادیم از پساب­های صنعتی با استفاده ازجاذب نانوچندسازه منیزیم اکسید/ کیتوسان و همچنین، بررسی شرایط بهینه pH، زمان تماس، مقدار جاذب، دما در این جذب است. مطالعات جذب در یک سیستم ناپیوسته انجام شد. همچنین، تاثیر پارامترهای متفاوت مانند pH (2-11)،زمان تماس(15-300 دقیقه) مقدار جاذب(1-6 میلی گرم در صد میلی لیتر)، غلظت اولیه آلاینده(5-30   )، دما بررسی شد. ریخت شناسی کیتوسان/ منیزیم اکسید به وسیله FTIR و XRD و اندازه نانو ذرات و توزیع آن با استفاده از FESEM مورد مطالعه قرار گرفت. بررسی همدما جذب نشان داد که همدما فرندلیچ (R2=0.97) تطابق بهتری نسبت به همدما لانگمویر دارد. سینتیک فرایند جذب سطحی مطالعه شد، جذب یون وانادیم بر جاذب نانوچندسازه منیزیم اکسید/ کیتوسان شبه درجه دوم به دست  آمد. کمیت های ترمودینامیکی، آنتالپی برابر85/2- کیلو ژول بر مول، آنتروپی برابر 0019/0 کیلو ژول بر کلوین و انرژی آزاد گیبس برابر 4/03-کیلوژول بر مول محاسبه شدند. نتایج مطالعه نشان داد، جاذب نانوچندسازه منیزیم اکسید/ کیتوسان برای جذب سطحی یون وانادیم، یک جاذب مناسب است.
کلیدواژه‌ها
جذب سطحی
کیتوسان
یون وانادیوم
نانو کامپوزیت منیزیم اکسید

عنوان مقاله English

Thermo- kinetic investigation of vanadium adsorption from industrial wastewater using nano Composite of magnesium oxide/chitosan adsorbent

نویسندگان English

nabieh farhami
maryam derakhshandeh
Department of Chemistry, Mahshahr Branch, Islamic Azad University, Mahshahr, Iran
چکیده English

The main objective of this study is Vanadium ion removal from industrial wastewater by Magnesium Oxide/chitosan nanocomposite and also, the investigation the optimal conditions of pH, agitation time, adsorbent dose and temperature. Morphology of Chitosan/ magnesium oxide nanocomposite and nanoparticle size and its distribution were studied by FTIR, XRD and FESEM, respectively. The adsorption studies performed in a batch system and the effect of various operating parameters such as solution pH (2-11), agitation time (15-300 min), adsorbent dose (1-6 mg/100ml) and initial concentration of Vanadium (5-30 ppm) was investigated. Freundlich isotherm (R2=0.97) displayed a better fitting model than Langmuir isotherm. The adsorption kinetics results showed that nanocomposite adsorption process was well-described by pseudo-second-order kinetic model. Thermodynamic parameters of adsorption process such as enthalpy, entropy and Gibbs free energy were also calculated that their values obtained 2.85 Kj/mol, 0.0019 Kj/mol.K and -4.03Kj/mol, respectively. The results of this study showed that Chitosan/ magnesium oxide nanocomposite is a suitable adsorbent for the adsorption of vanadium.

[1] Ba. Seydou, K. Ennaciri , Ab. Yaacoubi, A. Alagui, A. Bacaoui,  “Activated carbon from olive Wastes as an adsorbent for chromium ions removal, ” Iranian journal of chemistry and chemical engineering, 37, 107-123, 2018.
[2] C. Namasivayam, D. Sangeetha, D, “Removal and recovery of vanadium (v) by adsorption on to ZnCl2 activated carbon,”   Adsorption, 12, 103-117, 2006.
[3] X. Chunhua, Y. Caiping, “Adsorption behavior of Cu (II) in aqueous solutions by SQD-85 resin,” Iranian journal of chemistry and chemical engineering, 32, 57-66, 2013.
[4] X. Chunhua, Y. Caiping, “Adsorption behavior of MWAR toward Gd (III) in aqueous solution,” Iranian journal of chemistry and chemical engineering, 29, 59-66, 2010.
[5] M. Dehvari, M. H. Ehrampoush, M. T. Ghaneian, B. Jamshidi, M. Tabatabaee, “Adsorption kinetics and equilibrium studies of reactive red 198 dye by cuttlefish bone powder,” Iranian journal of chemistry and chemical engineering , 36, 143-151, 2017.
[6] J. Guzman, I. Sauced, R. Navarro, J. Revilla, E. Guibal, ” Vanadium interactions with chitson: influence of polymer protonation and metal speciation,” Langmuir, 18,1567-1573, 2002.
[7] H. Modarress, L. Allafkari, “Adsorption of bovine serum albumin onto hydroxylapatite: theoretical modeling and measurements,” Iranian journal of chemistry and chemical engineering, 29, 125-133, 2010.
[8] Sh. Ghanbari Pakdehi, M. Alipour, “Adsorption of Cr (III) and Mg (II) from hydrogen peroxide aqueous solution by amberlite IR-120 synthetic Rresin,” Iranian journal of chemistry and chemical engineering, 32, 49-55, 2013.
[9] M. Ishaq, F. Javed, I. Amad, H. Ullah, F. Hadi, S. Sultan, “Adsorption of crystal violet dye from aqueous solutions onto low-cost untreated and NaOH treated almond shell,” Iranian journal of chemistry and chemical engineering ,  35, 97-106, 2016.
[10] Ch. Chen, T. Cheng, Y. Shi, Y. Tian, “Adsorption of Cu(II) from aqueous solution on fly ash based linde F (K) zeolite, ” Iranian journal of chemistry and chemical engineering, 33, 29-35, 2014.
[11] Th. Matthews, S. Majoni, B. Nyoni, B. Naidoo, H. Chiririwa, “Adsorption of lead and copper by acarbon black and sodium bentonite composite material: study on adsorption isotherms and kinetics, ” Iranian journal of chemistry and chemical engineering, 38, 101-109, 2019.
[12] Sh. Ghanbari Pakdehi, “Adsorptive removal of Al, Zn, Fe, Cr and Pb from hydrogen peroxide solution by IR-120 cation exchange resin, ”  Iranian journal of chemistry and chemical engineering , 35, 75-84, 2016.
[13] C. Namasivayam, D. Sangeetha, “Removal and recovery of vanadium (v) by adsorption onto ZnCl2 activated carbon,” Journal of the international adsorption scociety, 12, 103-117, 2006.
[14] F. Mostafanejad1, N. Sajjadi1, R. Marandi, M. Zaeimdar, B. Majidi, “Study of the effect of different Physico-Chemical factors on the mechanism of Crystal Violet adsorption by carbon nanotubes and grapheme oxide and their recyclability, ” Journal of  nanomeghyas, 7, 122-133, 2021.
نانومقیاس
دوره 8، شماره 3
پاییز 1400
صفحه 111-120

  • تاریخ دریافت 17 اسفند 1399
  • تاریخ بازنگری 17 خرداد 1400
  • تاریخ پذیرش 26 خرداد 1400