JARC طبیعی جاذبهای مخلوط از استفاده با آشامیدنی آب از )II( منگنز یونهای جذب 3 خلفی مهناز و و* لنگرودی صمدانی نرگس تجری الهه ایران گرگان گلستان دانشگاه علوم دانشکده شیمیفیزیک ارشد کارشناس - ایران گرگان گلستان دانشگاه علوم دانشکده شیمی گروه شیمیفیزیک استادیار - ایران گرگان گلستان دانشگاه علوم دانشکده آمار گروه آمار استادیار 3-395 آذر پذیرش: 395 آبان بازنگری: 395 شهریور دریافت: انجام برای است. شده مطالعه آبی محلولهای از زیستمحیطی آالینده بهعنوان )II( منگنز یونهای سطحی جذب حاضر پژوهش در چکیده: جذب برای اختالط نسبت بهترین است. شده استفاده ژاپنی ازگیل هسته پوست و گندم سبوس طبیعی جاذب دو مخلوط از سطحی جذب آزمایشهای شامل سطحی جذب بر مؤثر عاملهای پژوهش این در است. شده تعیین ژاپنی ازگیل هسته پوست به گندم سبوس 7 به 3 وزنی نسبت سطحی جذب آمدند. بهدست کلوین 93 / 5 و دقیقه 8 6 / 5 گرم ترتیب به عاملها بهینه مقادیر است. شده بررسی دما و تماس زمان ph جاذب مقدار و )ΔH ( آنتالپی تغییرات )ΔG ( گیبس آزاد انرژی تغییرات شامل ترمودینامیکی عاملهای میکند. پیروی همبستگی ضریب با تمکین مدل از منگنز است. گرفته بررسی مورد نمونهها FT-IR طیف جاذب سطح بر موجود عاملی گروههای شناسایی برای شدهاند. محاسبه )ΔS ( استاندارد آنتروپی تغییرات است. شده بررسی روبشی الکترونی میکروسکوپ از استفاده با جاذب سطح ریختشناسی گندم سبوس ژاپنی ازگیل سطحی جذب سنگین فلزات کلیدی: واژههای مقدمه فلزات از ناشی زیستمحیطی و بهداشتی مخاطرات امروزه صنعتی فاضالبهای ورود و جوامع شدن صنعتی با که سنگین بشر روی پیش مشکالت مهمترین از است شده ایجاد محیط به در کم غلظتهای در حتی و بوده سمی بهشدت فلزات این است. ][. میکنند پیدا تجمع زنده موجودات بدن در و غذایی زنجیره بهداشت جهانی سازمان طبق که )II( منگنز فلز میان این در است لیتر بر میلیگرم / 5 آب در آن مجاز غلظت )W.H.O( فراموشی توهم موجب و داشته سوء اثر مغز و تنفس دستگاه بر قلب رگهای انسداد پارکینسون میشود. مغزی آسیبهای و کندذهنی حیوانی جنون مردان در جنسی توانایی عدم برونشیت ناشی بیماریهای دیگر از بیخوابی و سردرد ماهیچهها سستی فلزات حذف بنابراین است. منگنز مجاز بیشازحد مصرف از آبهای یا فاضالب شبکه به ورود از پیش فاضالب از سنگین حذف برای روشها معمولترین ][. است ضروری محیطزیست ]3[ شیمیایی ترسیب الکترودیالیز فرایندهای شامل سنگین فلزات به فرایندها اینگونه است. ]5[ یون تبادل و ]4[ معکوس اسمز همچنین و فلزات کامل حذف عدم باال نسبت به هزینه علت دارند. را خود خاص محدودیتهای آنها از ناشی زاید مواد دفع مضر مواد حذف روشهای از دیگر یکی سطحی جذب فرایند n.samadani@gu.ac.ir مکاتبات: *عهدهدار 96 بهار شماره یازدهم سال 49
جذب یونهای منگنز )II( از آب آشامیدنی با استفاده از... است. جذب سطحی فرایند تجمع مواد در فصل مشترک بین دو فاز است. این روش به دلیل مصرف انرژی کم بازده باال و هزینه عملیاتی پایین در مقایسه با روشهای دیگر مورد توجه است. کربن فعال از مؤثرترین جاذبهاست. اما با توجه به باال بودن هزینههای مربوط به تهیه و احیا کربن فعال ]6[ در سالهای اخیر استفاده از جاذبهای ارزانقیمت و در دسترس مانند خزه ]7[ پوست موز ]8[ و لجن فعال ]9[ مورد توجه بسیاری از پژوهشگران قرار گرفته است. برای جذب سطحی منگنز از جاذبهای متفاوتی استفاده شده است. برای مثال افزایش درصد جذب منگنز با افزایش مقدار جاذب و ph )تا حدود 5( در پژوهشهای وو و همکارانش در سال ]9 [ ph )تا حدود 7( / 5 در پژوهشهای وانگ و همکارانش ][ و ph )تا حدود 6( در پژوهشهای مورنو پیراجان و همکارانش ][ مشاهده شده است. برای مثال وو و همکارانش ]9[ نشان دادند که برای غلظت -l 5 mg منگنز بیشینه درصد جذب با مقدار / گرم جاذب لجن فعال هوازی در ph برابر با %45 5 و با جاذب لجن فعال غیر هوازی %4 است که در مدت 6 ساعت اتفاق میافتد. کاهش ظرفیت جذب با افزایش مقدار جاذب در پژوهشهای ما و همکارانش در سال ][ 3 مشاهده شده است. ما و همکارانش ][ نشان دادند که برای غلظت - l mg منگنز با / 5 گرم )دوز - l ) g از نوعی قارچ بهعنوان جاذب مقدار یون فلزی موجود در محلول به حداقل رسیده و به همین دلیل با افزایش مقدار جاذب دیگر تغییری در ظرفیت جذب مشاهده نمیشود. بر اساس نتیجههای آزمایشگاهی مشاهده شده است که بعضی از این مواد بهعنوان جاذب دارای نقاط قوت و برخی دیگر نقایص و کمبودهایی دارند. بدین ترتیب به نظر میرسد که یکی از روشهای بهبود خواص این جاذبها استفاده از مخلوطی از دو یا چندین نوع واکنشگر با ویژگیهای متفاوت و مکمل است. موادی با بافتهای چوبی سختتر در کنار مواد با بافتهای پارانشیمی و نرمتر با مقادیر متفاوتی از لیگنین و سلولز ضمن دارا بودن گروههای عاملی متفاوت و منافذی در ساختار میتوانند جایگاههای فعالی برای جذب سطحی باشند. در این راستا در این پژوهش استفاده از دو نوع از ضایعات کشاورزی شامل سبوس گندم )W( و پوست هسته ازگیل ژاپنی )M( بهصورت مخلوط بهعنوان جاذب برای حذف منگنز )II( از محلول آبی مورد بررسی قرار گرفته است. بخش تجربی آمادهسازی جاذب برای آمادهسازی محلولهای منگنز )II( از نمک منگنز )II( نیترات استفاده شد. سبوس گندم و پوست هسته ازگیل ژاپنی با آب مقطر شسته شده و سپس در آون در دمای 5 درجه سانتیگراد به مدت 6 ساعت قرار گرفت. سپس با آسیاب بهطور کامل خرد شده و پس از عبور از الک استاندارد با مش )ASTM( 6 مورد استفاده قرار گرفت. برای تنظیم ph از کلریدریک اسید و سدیم هیدروکسید موالر استفاده شد. آزمایشهای جذب سطحی بهمنظور تعیین بهترین نسبت اختالط با حداکثر جذب ابتدا / 5 گرم سبوس گندم به محلول - l mg منگنز )II( با ph برابر با 6 / 5 افزوده و برای مدت 4 ساعت همزده شد. سپس درصد و ظرفیت جذب محاسبه شد. همین آزمایش برای پوست هسته ازگیل نیز انجام شد. سپس مخلوط دوتایی از جاذبها با نسبتهای وزنی 3 :7 5 :5 7 :3 8 : و :8 مورد آزمایش و بررسی قرار گرفت و بهترین نسبت با حداکثر درصد جذب مشخص شد. برای تعیین وزن بهینه جاذب محلولهایی با غلظت - l mg آماده شدند. به هر محلول مقدار / تا / 5 گرم جاذب با نسبت وزنی 3 به 7 سبوس گندم به پوست هسته ازگیل ژاپنی افزوده شد و محلولها به مدت 4 ساعت همزده شدند. برای تعیین مقدار ph بهینه محلولهایی با غلظت - l mg آماده شدند. به هر کدام از محلولها گرم جاذب افزوده شد. ph هر محلول در گستره 3 تا 8 تنظیم و مخلوط به مدت 4 ساعت همزده شد. برای تعیین زمان تماس بهینه محلولهایی با غلظت. Wheat bran. Japanese medlar core shell نشریه پژوهشهای کاربردی در شیمی )JARC( سال یازدهم شماره بهار 96 5
همکاران و لنگرودی صمدانی هر به شدند. آماده داد نشان را جذب بهترین که mg l - متفاوت تماس زمانهای در شد. افزوده جاذب گرم مقدار محلول برای شدن صاف از پس موردنظر محلول ساعت 4 تا دقیقه 5 از تجزیه اتمی جذب دستگاه با شونده جذب تعادلی غلظت تعیین محاسبه زیر رابطه از % فلز جذب درصد مقدار شد. عنصری شد: CC % C e )( C جاذب وزن واحد ازای به شونده جذب برای جاذب ظرفیت به زیر رابطه از میگویند جذب ظرفیت آن به که q e (mg g - ( q e آمد: دست C Ce V )( W )mg l - ( محلول در فلزی یون غلظتاولیه C و معادلههای در محلول حجم V (mg l - ( محلول در فلزی یون تعادلی غلظت C e ]9[. است )g( جاذب وزن W و )l( بحث و نتیجهها اختالط نسبت بهترین تعیین دو اختالط نسبت بررسی از آمده بهدست نتیجههای شکل نسبت پیداست شکل از که همانطور میدهد. نشان را جاذب ژاپنی ازگیل هسته پوست به گندم سبوس 7 به 3 وزنی است. داده نشان را درصد 9 مقدار با جذب باالترین عاملهای تغییر تأثیر از آمده بهدست نتیجههای 5 تا شکلهای در و عاملها تمام نگهداشتن ثابت با که جذب درصد و ظرفیت بر متفاوت است. شده داده نشان انجامشده مرحله هر در عامل یک تغییر جاذب وزن اثر بررسی منگنز جذب درصد و ظرفیت روی جاذب وزن اثر شکل در است شده داده نشان شکل در که همانطور است. شده داده نشان کاهشیافته جذب ظرفیت گرم تا / از جاذب مقدار افزایش با جاذب گرم ازای به بهطوریکه مییابد. افزایش جذب درصد و بیشتر افزایش با میرسد. درصد 9 تعادلی مقدار به جذب درصد منگنز جذب درصد و ظرفیت در چندانی تغییر گرم / 5 تا از جاذب شد. انتخاب گرم جاذب بهینه وزن بنابراین است. نشده مشاهده افزایش نتیجه در جاذب مقدار افزایش با منگنز جذب درصد افزایش افزایش با اما است. منگنز برای قابلدسترس جذب جایگاههای تعداد فعال جایگاههای از برخی ماندن غیراشباع علت به جاذب مقدار متقابل انسداد و جایگاهها همپوشانی از ناشی که جذب فرایند در آمده بهدست نتیجههای است. کاهشیافته جذب ظرفیت آنهاست است. شده ارایه جدول در جاذب وزن اثر بررسی از جاذب وزن اثر بررسی از آمده بهدست نتیجههای جدول /3 3 /33 3 / V= ml /3 3 /33 /8 3 / 83 /3 3 /6 3 / /4 /43 W )g( η )%( q e )mg g - ( qe )mg/g( 8 6 4 8 6 4 76.5.5.5 3 W )g( 94 9 9 88 86 84 8 8 78 η %( منگنز جذب درصد )( و ظرفیت )( بر جاذب وزن اثر شکل دقیقه 4 تماس: زمان 93 / 5 K دما: mg l - شونده: جذب اولیه )غلظت )ph = 6 / 5 و 94 9 9 88 86 84 8 8 78 76 74 7 9 3/7 (W/M( 84.5 7/3 (W/M( 83.5 8/ (W/M( 83 8 W /8 (W/M( 8.5 5/5 (W/M( )g/g( اختالط نسب جذب درصد روی جاذب دو اختالط نسبت اثر شکل )%( جذب 79.5 M 96 بهار شماره یازدهم سال )JARC( شیمی در کاربردی پژوهشهای نشریه 5
... از استفاده با آشامیدنی آب از )II( منگنز یونهای جذب ph اثر بررسی بهصورت شونده جذب که است مطرح زمانی بیشتر عامل این حضور در و باالتر ph در را کاتیونها جاذب سطح باشد. یونی رد که میدهد نشان 3 شکل میکند. جذب بهتر HOˉ یونهای محیط در موجود H + یونهای بین رقابت دلیل به پایین phهای ph افزایش با است. کم جذب درصد و ظرفیت منگنز یونهای و منفی بار دارای جاذب سطح HOˉ مقدار افزایش علت به 6 / 5 تا باالتر phهای است. یافته افزایش جذب درصد و ظرفیت و شده نشدهاند. بررسی Mn(OH) رسوب تشکیل علت به 8 از qe )mg/g(.8.6.4..8 5 3 4 5 6 7 8 9 ph 95 9 85 8 75 7 65 6 55 η )%( منگنز جذب درصد )( و ظرفیت )( بر ph اثر نمودار 3 شکل 93 / 5 K دما: mg l - شونده: جذب اولیه )غلظت گرم( جاذب: وزن و دقیقه 4 تماس: زمان تماس زمان اثر بررسی جذب است. سطحی جذب در مهم عامل یک تماس زمان آن رسیدن تعادل به زمان باید و است تعادلی فرایندی سطحی درصد و ظرفیت بر را تماس زمان تأثیر 4 شکل بگیرد. قرار مدنظر در است پیدا شکل از که همانطور میدهد. نشان منگنز جذب در بهطوریکه است باال بسیار جذب سرعت اولیه زمانهای ظرفیت و شده جدا محلول از فلز یون درصد 85 از بیش اول دقیقه تماس زمان افزایش با میرسد. گرم بر میلیگرم / 7 به جذب مشخص زمان یک در تا میباید افزایش فلز جذب درصد و ظرفیت توجه با میرسد. بیشینه مقدار به میشود نامیده تعادل زمان که انتخاب بهینه تماس زمان بهعنوان دقیقه 8 زمان 4 شکل به تماس امکان دلیل به محلول با جاذب تماس زمان افزایش شد. جذب مکانهای در موجود عاملی گروههای با شونده جذب بیشتر است. داده افزایش را منگنز جذب درصد و ظرفیت qe )mg/g(.85.8.75.7.65.6 8 5 5 5 3 t )min.( 94 9 9 88 86 84 η )%( منگنز منگنز جذب جذب درصد درصد )( و )( ظرفیت و ظرفیت )( بر )( زمان بر زمان اثر نمودار اثر 4 شکل 4 شکل و گرم جاذب: وزن 93 / 5 K دما: mg l - شونده: جذب اولیه )غلظت )6 / 5 با برابر ph دما اثر بررسی برای کلوین 33 / 5 تا 73 / 5 دمایی گستره در جذب فرایند در نتیجهها شد. انجام جاذب گرم حضور در mg l - محلول مشاهده 5 شکل در که همانطور است. شده داده نشان 5 شکل است. کاهشیافته جذب درصد و ظرفیت دما افزایش با میشود است. فیزیکی نوع از جذب که گفت میتوان بنابراین qe )mg/g(.8.79.78.77 89.8 89.6 89.4 89. 89.76 88.8.75 88.6 9 95 3 35 3 35 3 35 T )K( 9 η )%( منگنز جذب درصد )( و ظرفیت )( بر دما اثر نمودار 5 شکل گرم جاذب: وزن mg l - شونده: جذب اولیه )غلظت )ph = 6 / 5 و دقیقه 8 تماس: زمان جذب همدمای تعیین فراهم را ارزشمندی اطالعات تعادلی جذب همدماهای مطالعه و جاذب بین تعادلی فرایند میتوان آنها کمک به که میکند جاذب روی منگنز جذب بیان برای کرد. تفسیر را شونده جذب 96 بهار شماره یازدهم سال )JARC( شیمی در کاربردی پژوهشهای نشریه 5
همکاران و لنگرودی صمدانی تجربی نتیجههای کرد. استفاده میتوان متفاوتی مدلهای از و النگمویر فروندلیش مدلهای با پژوهش این از آمده بهدست شد. بررسی تمکین النگمویر مدل جذب فرایند که است استوار فرض این بر النگمویر مدل انرژی سطح توزیع با جاذب سطح روی مشابهی مکانهای در مدل 3 معادله است. الیهای تک جذب و گرفته صورت یکنواخت میکند. بیان را النگمویر )3( K L (l.mg - ( و جذب بیشینه همان q m (mg l - ( معادله این در که ضریبجذبثابتهایالنگمویرهستند.اینثابتهابستگیبهظرفیت دماهای در C e حسب بر تغییرات رسم از و دارند جذب انرژی و است. شده داده نشان درجدول نتیجهها متفاوتبهدستمیآیند. فروندلیش مدل نهاده بنا فرض این بر فروندلیش همدمای النگمویر برخالف سطح توزیع با ناهمگونی مکانهای در جذب که است شده جذب فروندلیش همدمای میافتد. اتفاق غیریکنواخت انرژی تک جذب تشکیل به محدود و میکند توصیف را بازگشتپذیر میکند. بیان را مدل این 4 معادله نیست. الیه ln qe ln KF ln Ce )4( n و شیب با راست خط یک ln Ce حسب بر ln q n e رسم با n و K F فوق رابطه در میآید. بهدست ln K F مبدأ از عرض زا آمده بهدست نتیجههای هستند. فروندلیش همدمای ثابتهای است. شده آورده جدول در فروندلیش همدمای تمکین مدل مولکولها همه جذبی گرمای که میشود فرض مدل این اساس بر این و مییابد کاهش خطی بهصورت سطح پوشش با جذبی الیه در است. شونده شونده-جذب جذب برهمکنشهای دلیل به qe )5( BT ln KT BT lnce RT BT b جذب گرمای به که است ثابتی b و تمکین ثابتهای B T و K T در همچنین است. شده آورده جدول در نتیجهها دارد. بستگی شدهاند. مقایسه یکدیگر با محیط دمای در مدل سه هر 6 شکل مدل با محیط دمای در آزمایشها از آمده بهدست نتیجههای فروندلیش و النگمویر مدلهای به نسبت را بهتری تطابق تمکین ناهمگون توزیع دلیل به میتواند تطابق این میدهد. نشان برهمکنشهای احتساب و جاذب سطح روی بر جذبی مکانهای باشد. شونده شونده-جذب جذب R منگنز جذب برای تمکین و فروندلیش النگمویر ثابتهای مقادیر جدول محیط دمای در تمکین R K T B T فروندلیش R K F n النگمویر K L, 3 / q m 8 / 3 3 / 333 / 3 / 3 / 36 / / 3 سطحی جذب ترمودینامیک 33 / 5 93 / 5 دماهای در منگنز جذب مقدار مرحله این در که مهمی معیار راستا این در است. شده بررسی کلوین 33 / 5 و عاملهای تعیین دارد ویژهای اهمیت جذب فرایند توصیف در تغییرات مانند ترمودینامیکی عاملهای است. جذب ترمودینامیکی با استاندارد گیبس آزاد انرژی تغییرات و آنتروپی تغییرات آنتالپی میآیند بهدست 7( و 6 )معادلههای هوف وانت رابطه از استفاده بر ln qe تغییرات رسم از که معادله این اساس بر 4[. و ]3 C e عرض و شیب از استفاده با میآید. بهدست راستی خط / T حسب )شک آیند 7(. )شکل میآیند دست به ΔS و ΔH ترتیب به خط مبدأ از است. شده آورده 3 جدول در نتیجهها ln qe C e S H R RT G H TS )6( )7( 96 بهار شماره یازدهم سال )JARC( شیمی در کاربردی پژوهشهای نشریه 53
... از استفاده با آشامیدنی آب از )II( منگنز یونهای جذب متفاوت دماهای در جاذب با منگنز جذب ترمودینامیکی عاملهای 3 جدول T (K( 33 / 8 383 / 8 333 / 8 G ( kj / mol( -4 / 46 - / - / 6 H ( kj / mol( S ( kj / mol. K ( -8 / 393-9 / 93 النگمویر مق همچنین میدهد. نشان را جذب بودن گرمازا که است فی را جذب بودن گرمازا که است منفی مقداری فرایند این در ΔH منگنز جذب که میکند تأیید ΔH مقدار همچنین میدهد. نشان است منفی مقداری فرایند این در ΔS است. فیزیکی جاذب بهوسیله گرفتن قرار علت به این و است جذب فرایند بینظمی کاهش بیانگر که منظمتر و جاذب مشخص مکانهای بر شونده جذب مولکولهای گیبس آزاد انرژی بودن منفی است. شونده جذب مولکولهای شدن نتیجهها که همانطور است. فرایند این بودن خودی به خود نشانگر این که میشود کاسته ΔG مقدار از دما افزایش با میدهند نشان است. پایینتر دماهای در جذب باالتر ظرفیت نشاندهنده Ce/qe 3.5.5.5 y =.4x +.4595 R² =.9995 5 5 Ce فروندلیش ln qe.5.5.5 y =.463x +.67 R² =.96.5.5.5 3 ln Ce / T حسب بر ln qe تغییرات منحنی 7 شکل C e )شک آیند 96 بهار شماره یازدهم سال )JARC( شیمی در کاربردی پژوهشهای نشریه 54 )FT-IR( فروسرخ طیفسنجی طیفهای جاذب سطح بر موجود عاملی گروههای شناسایی برای پیش جاذب FT-IR طیف گرفتهاند. قرار بررسی مورد جاذب FT-IR مهمترین است. شده داده نشان 8 شکل در جذب فرایند از پس و C-O عاملی گروه شامل جاذب سطح روی موجود عاملی گروههای اتری میتواند 9 cm - در پهن پیک بهویژه 4( cm - تا ) استری یا کربوکسیلی میتواند که 6( cm - ) C=O پهن پیک باشد هستند. )34 cm - ( الکلی O-H و )9 cm - ) C-H باشد qe 7 6 5 4 3 y =.738x +.736 R² =.5.5.5 3 ln Ce تمکین محیط دمای در جذبی مدلهای به مربوط نمودارهای 6 شکل ln )qe/ce(.6.5.4.3.. y = 6.76x -.5763 R² =.97.3.3.3.33.34.35 /T کربوکسیلیک کربونیل گروههای بهوسیله بهآسانی فلزی یونهای این به توجه با ][. میشوند گرفتار جاذبی هر در هیدروکسیلیک و مهمی نقش جذبی فرایندهای در الکترواستاتیکی اثرات که واقعیت و جذبی پیکهای شدت که گرفت نتیجه میتوان 7[ و ]6 دارند منگنز جذب بر تأییدی عاملی گروههای به مربوط نوارهای جابهجایی یور منگنز یونهای جذب که آنجایی از اما است جاذب بهوسیله در ارتعاشی فرکانسهای است افتاده اتفاق فیزیکی بهصورت جاذب میدهند. نشان را کمی جابهجایی مؤثر عاملی گروههای
همکاران و لنگرودی صمدانی % T b a 4 36 3 8 4 8 6 4 8 cm - جذب از پس )b( و جذب از پیش )a( جاذب FT-IR طیفهای 8 شکل )SEM( روبشی الکترونی میکروسکوپ تصویر شکل و ازگیل هسته پوسته SEM تصویر 9 شکل که پیداست شکلها این از میدهد. نشان را گندم سبوس SEM میلهای بهصورت چندالیهای و نامنظم ازگیل هسته پوسته سطح سبوس سطح و ریز بسیار شیارهای با شکل استوانهای حدی تا و است. میکرو اندازه در و شکل کروی حدی تا و دار منفذ نیز گندم پوست به گندم سبوس 7 به 3 وزنی نسبت با ماده دو اختالط )شکل آمده بهدست ترکیب SEM تصویر بررسی و ازگیل هسته نامنظم شیاردار ساختار دارای جاذب سطح که میدهد نشان ( جاذب سطح شکل است. بسیار منافذ با استوانهای حدودی تا و صورت جذب که میشود مشاهده میدهد. نشان جذب از پس را هسته پوسته که میرسد نظر به بنابراین شدهاند. پر منافذ و گرفته با آن عاملی گروههای که شیاردار چندالیهای ساختار با ازگیل جذب برای مناسب جاذبی میتواند است شده تقویت گندم سبوس و فلزی یونهای نفوذ برای ساختار این باشد. منگنز یونهای است. مفید آنها جذب ازگیل هسته پوسته SEM تصویر 9 شکل گندم سبوس SEM تصویر شکل 96 بهار شماره یازدهم سال )JARC( شیمی در کاربردی پژوهشهای نشریه 55
جذب یونهای منگنز )II( از آب آشامیدنی با استفاده از... شکل تصویر SEM جاذب پیش از جذب شکل تصویر SEM جاذب پس از جذب نتیجهگیری نتیجههای این پژوهش نشان میدهد که فرایند جذب منگنز بهوسیله جاذب با 9 درصد انتقال انجام میشود. بهطوریکه با افزایش زمان تماس و ph )تا حدود 6( / 5 و کاهش دما و مقدار جاذب ظرفیت جذب افزایش یافته درحالیکه با افزایش زمان تماس و ph )تا حدود 6( / 5 و کاهش دما درصد جذب با افزایش مقدار جاذب افزایش مییابد. منفی بودن تغییرات انرژی آزاد گیبس استاندارد )ΔG ( و تغییرات آنتالپی استاندارد )ΔH ( نشاندهنده خود به خودی بودن و گرمازا بودن فرایند است. بررسی و مقایسه نتیجههای تعدادی از تحقیقات انجام شده در این زمینه با یافتههای پژوهش حاضر نشان میدهند که اختالط دو جاذب سبوس گندم و پوست هسته ازگیل ژاپنی با نسبت وزنی 3 به 7 )سبوس گندم به پوست هسته ازگیل ژاپنی( درصد حذف فلز را تا حد قابلتوجهی افزایش داده است و این بدان معنی است که دو جاذب توانستهاند نقاط ضعف یکدیگر را پوشانده و نقاط قوت یکدیگر را تقویت کنند. بنابراین جاذب ساختهشده میتواند جاذب مناسبی برای جذب منگنز )II( از محیط آبی باشد. [] Gupta, V. K.; Rastogi, A.; J. Hazard. Mater., 53, 759-766, 8. [] Mohan, S.; Steelakshmi, G.; Hazard. Mater., 53, 75-8, 8. [3] Hafeza, A. I.; El-Manharawy, M. S.; Khedr, M. A.; Desalination., 44, 37-4,. [4] Ribeiro, A. B.; Mateus, E. P.; Ottosen, L. M.; Bech-Nielsen, G.; Environ. Sci. Technol, 34 784-788,. [5] Dobrowski, D.; Hubicki, Z.; Podkocielny, P.; Robens, E.; Chemosphere., 56, 9-6, 4. [6] Selvi, K.; Pattabhi, S.; Kadirvelu, K.; Bioresour.Technol., 8, 87-89,. مراجع [7] Vijayaraghavan, K.; Teo, T. T.; Balasubramanian, R.; Joshi, U. M.; J. Hazard. Mater., 64, 9-3, 9. [8] Mehrasbi, M. R.; Farahmand kia, Z.; J. Health. Environ.;, 57-66, 8. [9] Wu, Y.; Zhou, J.; Wen, Y.; Jiang, L.; Wu, Y.; J. Appl. Biochem. Biotech., 68, 79-93,. [] Wang, W.; Zhang, X.; Wang, H.; Wang, X.; Zhou, L.; Liu, R.; Liang,Y.; Water Research, 46, 47-47,. [] Moreno-Pirajan, J. C.; Garcia-Cuello, V. S.; Giraldo, L.; Adsorption, 7, 55-54,. [] Ma, L.; Peng, Y.; Wu, B.; Lei, D.; Xu, H., نشریه پژوهشهای کاربردی در شیمی )JARC( سال یازدهم شماره بهار 96 56
صمدانی لنگرودی و همکاران Chem.Eng. J., 5, 59-67, 3. [3] Bentouami, A. M.; Quali, S., J. Colloid. Interface. Sci., 93, 7-77, 6. [4] Sud, D.; Mahajan, G.; Kumar, M., Biores. Technol., 99, 67-67, 8. [5] Malkoc, E.; Nuhoglu, Y., Chem. Eng Process: Process Intensif., 46, -9, 7. [6] Itodo, A. U.; Itodo, H. U., Life Sci. J. 7, 3-39,. [7] Hank, D.; Azi, Z.; Ait Hocine, S.; Chaalal, O.; Hellal, A. J. Ind. Eng. Chem., 56-63, 4. نشریه پژوهشهای کاربردی در شیمی )JARC( سال یازدهم شماره بهار 96 57
JARC Adsorption of manganese (II) ions from drinking water using mixed natural adsorbents E. Tajari, N. Samadani-Langeroodi, * and M. Khalafi 3. MSc in Physical Chemistry, Department of Chemistry, Faculty of Science, Golestan University, Gorgan, Iran. Assistant Prof. of Physical Chemistry, Department of Chemistry, Faculty of Science, Golestan University, Gorgan, Iran 3. Assistant Prof. of Statistic, Department of Statistic, Faculty of Science, Golestan University, Gorgan, Iran Recieved: September 6, Revised: November 6, Accepted: December 6 Abstract: In this study, adsorption of manganese (II) from aqueous solution as environmental pollutants has been studied. The mixing ratio of 3 to 7 wheat bran to Japanese medlar core shell is used as adsorbent. This paper incorporates the effects of adsorbent weight, ph, contact time, and temperature. The optimal weight of adsorbent, ph, contact time, and temperature were obtained as g, 6.5, 8 minutes, and 93.5 K, respectively. The adsorption process fitted the Temkin model with a correlation coefficient of. The thermodynamic parameters, including change in standard Gibbs free energy (ΔG ), enthalpy (ΔH ), and entropy (ΔS ) have been calculated. FT-IR analysis was performed to identify the functional groups on the adsorbent surface. The morphology of surface has been investigated using scanning electron microscopy. Keywords: Heavy metals, Adsorption, Japanese medlar, Wheat bran *Corresponding author Email: n.samadani@gu.ac.ir Journal of Applied Research in Chemistry