مطالعات هم‌دما و سينتيك جذب نانوذرات نقره توسط رس‌ بنتونيت

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

كشاورزي

كارشناسي ارشد

نانوذرات نقره از جمله پركاربردترين نانوذرات در جهان هستند. از نانوذرات نقره در زمينه‌هاي مختلف علمي و فناوري ازجمله علوم پزشكي و داروسازي، صنايع شيميايي، توليد لوازم آرايشي و بهداشتي، الكترونيك، توليد انرژي، محيط‌زيست، صنايع غذايي، اپتيك و مكانيك استفاده مي‌شود. استفاده روز افزون از نانوذرات نقره باعث مي‌شود كه غلظت آن‌ها در خاك‌ها و منابع آبي افزايش يابد. برخي مطالعات گذشته به رفتار نانوذرات نقره در خاك پرداخته¬اند اما تحقيقات بسيار كمي در مورد برهم‌كنش نانوذرات نقره با رس‌ها انجام گرفته است. مطالعه جذب نانوذرات نقره توسط رس‌ها هم از نقطه نظر پتانسيل كاربرد اين رس‌ها در حذف اين نانوذرات از آب‌هاي آلوده و هم از نظر درك بهتر سرنوشت نانوذارت در محيط خاك و رسوبات حائز اهميت است. بنابراين مطالعه جنبه¬هاي مختلف تعادلي و سينتيكي جذب نانوذرات نقره توسط رس‌ها‌ ضروي به نظر مي‌رسد. هدف از اين پژوهش، مطالعه سينتيك و هم‌دماهاي جذب نانوذرات نقره و همچنين اثر قدرت يوني محلول و دما بر جذب اين نانوذرات توسط رس‌ بنتونيت بود. دراين تحقيق از نانوذرات نقره با پوشش PVP استفاده شد. براي تعيين ميزان يون نقره آزاد شده از نانوذرات نقره در خلال آزمايش از تيتراسيون رسوبي به روش موهر استفاده شد. مطالعه سينتيك جذب نانوذرات نقره در غلظت ثابت 140 ميلي‌گرم بر ليتر نانوذرات نقره و در هشت زمان مختلف (5/0، 1، 2، 4، 8، 16، 20 و 24 ساعت) و در سه تكرار انجام شد. همچنين مطالعه هم‌دما‌هاي جذب نانوذرات نقره در هشت غلظت مختلف (10، 20، 50، 75، 100، 125، 150 و 200 ميلي‌گرم بر ليتر) و در سه تكرار صورت گرفت. مطالعه اثر قدرت يوني بر جذب نانوذرات نقره توسط رس بنتونيت در سه قدرت يوني 03/0، 15/0 و 1/0 و در دو غلظت ثابت 75 و 150 ميلي‌گرم بر ليتر نانوذرات نقره و در سه تكرار انجام شد. در نهايت مطالعه اثر دما بر جذب نانوذرات نقره توسط رس بنتونيت در دو غلظت ثابت 75 و 150 ميلي‌گرم بر ليتر نانوذرات نقره و در سه دماي مختلف 15، 25 و 35 درجه سلسيوس و در سه تكرار انجام شد. نتايج آزمون انحلال نانوذرات نقره نشان داد كه حدود 1 درصد از نانوذرات نقره به صورت يون نقره آزاد مي‌شوند. نتايج مطالعات سينيتك جذب نانوذرات نقره نشان داد كه مدل‌هاي سينتيكي تابع تواني، شبه رده دوم و شبه رده اول به ترتيب با R2 برابر با 986/0، 982/0 و 965/0 به خوبي قادر به توصيف سينتيك جذب نانوذرات نقره توسط رس بنتونيت مي‌باشند. بر اساس آزمايش سينتيك، زمان تعادل جذب نانوذرات نقره توسط رس بنتونيت حدود 6 ساعت تعيين گرديد. همچنين نتايج مطالعات هم‌دماهاي جذب نانوذرات نقره نشان داد كه مدل‌هاي هم‌دماي توث، لانگموير، فروندليچ و لانگموير-فروندليچ به ترتيب با R2 برابر با 957/0، 956/0، 829/0 و 829/0 به خوبي قادر به توصيف رفتار جذب نانوذرات نقره توسط رس بنتونيت مي‌باشند. ظرفيت بنتونيت براي جذب نانوذرات نقره بر اساس مدل‌هاي هم‌دماي توث، لانگمويرو لانگموير-فروندليچ به ترتيب 24/22، 71/20 و 93/18 ميلي‌گرم بر كيلوگرم حاصل شد. ميزان حذف نانوذرات نقره از آب تا غلظت اوليه 50 ميلي¬گرم در ليتر اين نانوذرات تقريبا 100 درصد بود. نتايج اثر قدرت يوني محلول و دما بر جذب نانوذرات نقره توسط رس بنتونيت نشان داد كه در قدرت يوني 03/0 و دماي 25 درجه سلسيوس محلول و در مدت زمان 6 ساعت حداكثر جذب نانوذارت نقره توسط رس بنتونيت حاصل مي شود. در نهايت از نقشه برداري طيف سنج پراكندگي اشعه ايكس (EDX) براي تعيين توزيع نانوذرات نقره روي سطح ذرات رس استفاده و حضور نانوذرات در سطح رس مشخص گرديد. بطور كلي نتايج اين مطالعه نشان داد رس بنتونيت مي¬تواند به عنوان يك جاذب موثر در حذف نانوذرات نقره از آب مورد استفاده قرار گيرد.

218656

مديريت حاصلخيزي و زيست فناوري خاك ( شيمي، حاصلخيزي و تغذيه گياه)

مهندسي كشاورزي

دانشگاه صنعتي اصفهان