تهیه، شناسایی و بررسی کاربرد نانوچندسازه ZnO/Bentonite در حذف نیترات از آب‌ها

محورهای موضوعی : شیمی تجزیه

رباب شاهی ¹ ( کارشناس ارشد شیمی معدنی، دانشکده شیمی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران )
معصومه خاتمیان ² ( استاد شیمی معدنی، دانشکده شیمی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران )
بهارک دیوبند ³ ( دکتری شیمی معدنی، دانشکده شیمی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران )

تاریخ دریافت : 1397/03/30 تاریخ پذیرش : 1397/04/30 تاریخ انتشار : 1397/12/01

کلید واژه: بنتونیت, نانوچندسازه, روی‌اکسید, حذف نیترات,

چکیده مقاله :

بنتونیت یک کانی رسی است که به دلیل داشتن مساحت سطح بالا گزینه مناسبی برای نشاندن نانوذره‌های اکسید فلزی مانند روی‌اکسید بر آن و درنتیجه تهیه نانوچندسازه است. در سال‌های اخیر، کاربردهای متفاوتی از این نوع نانوچندسازه‌ها در تصفیه آب و پساب توسط پژوهشگران بررسی‌شده است. بر همین اساس در این کار پژوهشی، نمونه بنتونیت با استفاده از آسیاب گلوله‌ای سیاره‌ای پودر شد. سپس، با روش تخریب ژل تحت تابش امواج فراصوت و با استفاده از نشاسته، نانوچندسازه ZnO/Bentonit تهیه شد. نانوچندسازه تهیه‌شده با روش‌های پراش پرتو ایکس (XRD)، طیف‌سنجی فروسرخ تبدیل فوریه (FTIR)، میکروسکوپی الکترونی روبشی (SEM) و طیف‌سنجی تفکیک انرژی (EDX) شناسایی و کارایی نمونه برای حذف یون نیترات از آب موردبررسی قرارگرفت. نتایج نشان داد که فاکتورهای محیطی از قبیل pH، زمان تماس، مقدار جاذب و غلظت آنیون نیترات در درصد حذف مؤثر هستند. با به‌دست آوردن شرایط بهینه، مشاهده شد که 6/0 گرم از نانوچندسازه،70 % نیترات موجود در آب حاوی mg/l 30 نیترات را حذف می‌کند.

چکیده انگلیسی:

Bentonite is a clay which has high surface area and makes it a good option for the placement of metal oxide nanoparticles, such as zinc oxide, thereby forming a nanocomposite. In the recent years, various applications of this kind of nanocomposites have been investigated by researchers in water and wastewater treatment. Accordingly, in this research, the bentonite was powdered by ball mills and then, ZnO/Bentonite nanocomposite was prepared by ultrasound irradiation and gel degradation method with starch. The nanocomposite was identified by XRD, FTIR, SEM and EDX techniques, and the efficiency of the sample was studied for removing of nitrate ions from water. The results showed that environmental factors such as pH, contact time, adsorbent amount, and nitrate concentration were effective in removal percentage. Optimal removing percentage of the nitrate solution with 30 mg/l was achieved by 0.6 g of nanocomposite which could remove 70% of the nitrate from solution.

منابع و مأخذ:

[1] Udaiyappan, A.F.M.; Hasan, H.A.; Takriff, M.S.; Abdullah, S.R.S.; Journal of Water Process Engineering 20, 8-21, 2017.

[2] Lu, H.; Wang, J.; Stoller, M.; Wang, T.; Bao,Y.; Hao, H.; Advances in Materials Science and Engineering 2016, 201-300, 2016.

 [3] Wasse Bekele, G.F.; Fernandez, N.; International Journal of Research in Pharmacy and Chemistry 4, 192-201, 2014.

[4] Ahmad, M.; Ahmad, M.;Usman, A.R.; Al-Faraj, A.S.; Abduljabbar, A.S.; Al-Wabel, M.I. ; Environmental Science and Pollution Research 409, 1-15, 2017.

[5] Zhou, L.; Richard, C.; Ferronato, C.; Chovelon, J.M.; Sleiman, M.; Chemical Engineering Journal 334, 2098-2104, 2018.

[6] Meftah, T.; Zerafat, M.M.; International Journal of Nanoscience and Nanotechnology 12, 223-232, 2016.

[7] Tyagi, S.; Rawtani, D.; Khatri, N.; Tharmavaram, M.; Journal of Water Process Engineering 21, 84-95, 2018.

[8] Akkari, M.; P. Aranda, H.; Ben Rhaiem, A.; Applied Clay Science 131, 131-139, 2016.

[9] Luévano-Hipólito, E.; Torres-Martínez, L.M.; Materials Science and Engineering: B 226, 223-233, 2017.

[10] Xu, H.; Yu, T.; Liu, J.; Materials Letters 117, 263-265, 2014.

[11] Akkari, M.; Aranda, P.; Rhaiem, H.B.; Amara, A.B.H.; Ruiz-Hitzky, E.; Applied Clay Science 131, 131-139, 2016.

[12] Muñoz, H.J.; Blanco, C.; Gil, A.; Vicente, M.Á.; Galeano, L.A.; Materials 10, 1364-1376, 2017.

[13] Saikia, P.K.; Sarmah, P.P.; Borah, B.J.; Saikia, L.; Saikia, K.; Dutta, D.K.; Green Chemistry 18, 2843-2850, 2016.

[14] Yang, C.; Zhu, Y.; Wang, J.; Li, Z.; Su, X.; Niu, C.; Applied Clay Science 105, 243-251,2015.

[15] Xu, H.; Yu, T.; Liu, J.; Materials Letters 117, 263-265, 2014.

[16] Zhang, H.; Liang, X.; Yang, C.; Niu, C.; Wang, J.; Su, X.; Journal of Alloys and Compounds 688, 1019-1027, 2016.

[17] Patil, S.; Raut, S.J.; International Journal of Chemical Sciences 10, 1124-1132, 2012.

[18] Xu, H.; Zhang, D.; Xu, A.; Wu, F.; Cao, R.; International Journal of Photoenergy 10, 1124-1132, 2015.

[19] Patil, S.; Raut, S.J.; International Journal of Chemical Sciences 10, 1-6, 2012.

[20] Khatamian, M; Khandar, A.A.; Divband, B.; Haghighi, M.; Ebrahimiasl, S.; Journal of Molecular Catalysis A: Chemical 365, 120-127, 2012.

[21] Khatamian, M.; Divband, B.; Farahmand-Zahed, F.; Materials Science and Engineering: C 66, 251-258, 2016.

[22] Rice, E.W.; Baird, R.B.; Eaton, A.D.; "Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater", American Public Health Association, USA 730-736, 2017.

[23] Khatamian, M.; Divband, B.; Jodaei, A.; Materials Chemistry and Physics 134, 31-37, 2012.

[24] Newton, A.G.; Kwon, K.D.; Cheong, D.K.; Minerals 6, 25-29, 2016.

[25] Wasse Bekele, G.F.; Fernandez, N.; International Journal of Research in Pharmacy and Chemistry 4(1), 192-201, 2014.

[26] Bhatnagar, A.; Kumar, E.; Sillanpää, M.; Chemical Engineering Journal 163, 317-323, 2010.

[27] Sponza, D.T.; Oztekin, R.U.K.; “Recent advances in environmental and biological engineering” (Proceedings of the 10th international coference on cellular and molecular biology, biophysics and bioengineering, Istanbul, Turkey, Dec. 15-17), Wseas Press, 2014.

[28] Sonawane, G.H.; Patil, S.P.; Shrivastava, V.; Journal of The Institution of Engineers (India): Series E, 1-9, 2016.

[29]*

*کیارستمی، وحید؛ احمدی، سید جواد؛ صارمی، المیرا؛ حسین پور، مرتضی؛ نشریه پژوهش‌های کاربردی در شیمی 7(3)، 83-90، 1392.