جذب سرب از محلول آبی با استفاده از کامپوزیت نانوساختار سیلیکا ائروژل/ زئولیت ZSM-5

Abstract

در این مطالعه، دو جاذب زئولیت ZSM-5 و سیلیکا ائروژل سنتز شد و سپس از یک روی‌کرد ساده، تکرارپذیر و اقتصادی برای بارگذاری نانوذرات سیلیکا ائروژل برروی ساختار تابوت مانند زئولیت ZSM-5 استفاده شد. بدین ترتیب سه جاذب کامپوزیت با درصدهای متفاوت تهیه شد. ویژگی جاذب‌ها با تجزیه‌های میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی (FESEM)، طیف‌سنجی پراش پرتو ایکس (XRD)، اسپکترومتری زیر قرمز تبدیل فوریه (FT-IR)، مساحت سطح ویژه (BET-BJH) و پتانسیل زتا مشخص شدند. با مقایسۀ عمل‌کرد هر سه جاذب، کامپوزیت سیلیکا ائروژل (75%)/زئولیت (25%) به‌عنوان جاذب بهینه تعیین و از این جاذب، برای جداسازی یون سرب از محلول آبی استفاده شد. ظرفیت جذب اشباع برای یون سرب mg/g 476/2 به‌دست آمد. برای به‌دست‌آوردن بهترین مدل ایزوترم و جنبش‌شناسی از توابع خطا و ضرایب رگرسیون، به‌ویژه آزمون کای دو (χ2) و مجموع مربعات خطا (SSE) استفاده شد. با توجه به بررسی‌های ایزوترم جذب، داده‌ها ‌به‌خوبی با مدل‌ ایزوترم تمکین مطابقت داشت. مدل جنبش‌شناسی شبه مرتبۀ دوم نیز، تناسب بهتری با داده‌های آزمایشگاهی داشت. انرژی فعال‌سازی برای سرب kj/mol 31/11 حساب شد. این مقادیر نشان می‌دهد که جذب فیزیکی رخ داده است. نتایج نشان می‌دهد که کامپوزیت سیلیکا ائروژل/ زئولیت ZSM-5 جاذب مناسبی برای حذف آلاینده‌های مختلف (مانند فلزات سنگین) در سامانه‌های آبی است؛ لذا، این جاذب ممکن است در مقیاس بزرگ‌تر برای جذب انواع آلاینده‌ها استفاده شود.

Keywords

• زئولیت zsm-5
• سیلیکا ائروژل
• نانوکامپوزیت
• سرب دوظرفیتی
• جذب سطحی
• ایزوترم