مطالعات سینتیک، تعادل و ترمودینامیک جذب زیستی جیوه از محلول‌های آبی توسط پسماند ساقه کانولا

امیری, محمد جواد; عمادی, احمد; جمالی, صابر

doi:10.22034/iwrj.2023.14180.2478

مطالعات سینتیک، تعادل و ترمودینامیک جذب زیستی جیوه از محلول‌های آبی توسط پسماند ساقه کانولا

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

محمد جواد امیری ¹

احمد عمادی ²

صابر جمالی ³

¹ گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فسا، فسا، ایران.

² دانش‌آموخته کارشناسی ارشد، گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی استهبان، استهبان، ایران.

³ دانشجوی دکتری، گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران.

https://doi.org/10.22034/iwrj.2023.14180.2478

چکیده

امروزه حذف فلز سنگین جیوه از منابع آبی به دلیل مشکلاتی که برای سلامت انسان و محیط‌زیست به وجود می‌آورد، توجه زیادی را به خود معطوف کرده است. در این پژوهش از پسماند ساقه کانولا جهت حذف فلز سنگین جیوه از محلولهای آبی در سیستم ناپیوسته و در شرایط مختلف (pH، دما، زمان تماس، غلظت اولیه جیوه و میزان جاذب) استفاده شد. برای این منظور، خصوصیت جاذب توسط روش‌های مختلفی نظیر طیف‌سنج مادون‌قرمز، میکروسکوپ الکترونی روبشی، سطح مخصوص و بار صفر بستر تعیین گردید. نتایج نشان داد که مقادیر بهینه pH، میزان جاذب، زمان تماس، غلظت اولیه و دما به ترتیب برابر با ۷، 2 گرم بر لیتر، 12۰ دقیقه، 2 میلی‌گرم بر لیتر و 6۰ درجه سانتی‌گراد می‌باشد. از بین مدل‌های هم‌دمای مورد استفاده (لانگمویر، فروندلیچ، لانگمویر-فروندلیچ و ریدلیچ-پترسون)، مدل فروندلیچ برازش بهتری بر روی ‌داده‌های آزمایشگاهی داشته که نشان‌دهنده جذب چند لایه فلز جیوه بر روی سطح جاذب می‌باشد. حداکثر ظرفیت جذب جاذب بر اساس معادله لانگمویر-فروندلیچ، 4/58 میلی‌گرم بر گرم بدست آمد. نتایج نشان داد که روند جذب یون جیوه پیروی بهتری از مدل شبه مرتبه دوم داشته که نشان‌دهنده جذب شیمیایی جیوه توسط جاذب می‌باشد. پارامترهای ترمودینامیکی (ΔG°، ΔH° و ΔS°) نشان دادند که جذب جیوه روی پسماند ساقه کانولا در محدوده دمایی 2۵ تا ۶۰ درجه سانتی‌گراد امکان پذیر، گرماگیر و خود به خودی می‌باشد. مقادیر مثبت آنتروپی نشان‌دهنده افزایش بی‌نظمی در فاز مشترک جاذب و محلول جیوه در طول فرآیند جذب با افزایش دما است. نتایج واجذب (بازیابی جاذب) نیز نشان داد که در شرایط بهره‌گیری از اسیدکلریدریک ۲/۰ مولار، 8۶ درصد جاذب بازیابی می‌گردد. این مطالعه نشان می‌دهد که پسماند ساقه کانولا پتانسیل تبدیل شدن به یک جاذب موثر و اقتصادی برای حذف یون های جیوه دارد.

کلیدواژه‌ها

جذب چندلایه

مدل شبه مرتبه دوم

مدل فروندلیچ

واجذب

موضوعات