جداسازي كاتيون مس با استفاده از جاذب هيدروكسي آپاتيت پودري شكل و داربستي تهيه شده از استخوان گوساله و بررسي تأثير اندازه و ساختار جاذب بر ميزان جذب

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي شيمي

كارشناسي ارشد

چكيده فلزات سنگين موجود در پساب‌ها از مهم‌ترين آلاينده‌هاي زيست‌ محيطي هستند. اخيراً تلاش‌هاي بسياري براي حذف اين آلاينده‌هاي مضر توسط جاذب‌هاي طبيعي و مقرون به صرفه صورت گرفته‌ است. در اين پژوهش كاربرد هيدروكسي‌آپاتيت مشتق شده از استخوان گوساله به سه حالت پودر هيدروكسي‌آپاتيت، نانو‌پودر هيدروكسي‌آپاتيت و داربست شكل‌دهي شده هيدروكسي‌آپاتيت به منظور حذف مس از محلول‌هاي آبي به روش جذب سطحي ناپيوسته بررسي شده‌است. به اين منظور تأثير عواملي نظيرمقدار جاذب، غلظت جذب شونده وpH اوليه محلول بر درصد حذف، توسط روش طراحي آزمايش تاگوچي مورد مطالعه قرار گرفت. مقدار بهينه پارامترها مطابق نتايج براي درصد حذف 100 و به ازاي حجمml 150 از محلول براي پودر هيدروكسي‌آپاتيت، pH برابر 3، غلظت اوليه مسppm 32/67 و مقدار جاذب g 37/1 و براي نانو‌پودر هيدروكسي‌آپاتيت،pH برابر 3، غلظت اوليه مسppm 77/126 و مقدار جاذب g 41/1 تعيين شد. داده‌هاي تعادلي در هر دو نمونه پودر با مدل ايزوترم لانگموير مطابقت داشت. حداكثر ظرفيت جذب برطبق اين مدل براي پودر هيدروكسي‌آپاتيت و نانو‌پودر هيدروكسي‌آپاتيت به ترتيب مقدار mg/g 08/19 و mg/g 26/23 به دست آمد. سينتيك جذب پودر هيدروكسي‌آپاتيت تطابق بهتري با مدل سينتيكي شبه مرتبه دوم داشت. مطالعات ترموديناميكي نيز نشان داد كه فرآيند جذب در هر دو نمونه پودر گرماده و خود‌به‌خودي بود. در يك سري آزمايش مقايسه‌اي در شرايط يكسان، درصد حذف حاصل شده در pH برابر 4، غلظت اوليه مس ppm50 و مقدار جاذب g 5/1 براي جاذب‌هاي نانوپودر هيدروكسي‌آپاتيت، پودر هيدروكسي‌آپاتيت و داربست هيدروكسي‌آپاتيت به ترتيب، 67/99، 77/97 و 8/83 درصد بود. براساس اين نتايج شكل‌دهي پودر كاهش بسيار زيادي در درصد حذف به وجود نمي‌آورد، اما كاربرد جاذب را بسيار آسان مي‌سازد. كلمات كليدي: جذب سطحي، هيدروكسي‌آپاتيت، داربست، حذف مس، تاگوچي

211483

طراحي فرايند

مهندسي شيمي

دانشگاه صنعتي اصفهان

حميد زيلويي، محسن محمدي

احمد محب