زمینه و هدف: مونتموریلونیت به دلیل سطح ویژه و ظرفیت تبادل کاتیونی زیاد، در دسترس بودن و قیمت پایین بهعنوان ماده جاذب برای طیف گستردهای از آلایندهها از جمله فلزات سنگین و ترکیبات آلی استفاده میشود؛ اما ساختار این نوع رسهای طبیعی پایدار نیست و معمولا در فاضلابها در چکیده کامل
زمینه و هدف: مونتموریلونیت به دلیل سطح ویژه و ظرفیت تبادل کاتیونی زیاد، در دسترس بودن و قیمت پایین بهعنوان ماده جاذب برای طیف گستردهای از آلایندهها از جمله فلزات سنگین و ترکیبات آلی استفاده میشود؛ اما ساختار این نوع رسهای طبیعی پایدار نیست و معمولا در فاضلابها در طی فرایند نفوذ، توسط مواد مضر موجود تخریب میشوند. در راستای حل این مشکل از سورفکتانت آلی هگزا دسیل تریمتیلآمونیوم بروماید (HDTMA) جهت اصلاح رس مونتموریلونیت استفاده شد. در مرحله بعدی حذف سرب با استفاده از رس مونتموریلونیت اصلاح شده (Mt-H) بررسی شد.
روش پژوهش: در این مطالعه مونتموریلونیت سدیمدار با سورفکتانت کاتیونی هگزا دسیل تریمتیل آمونیوم بروماید معادل 2 برابر ظرفیت تبادل کاتیونی رس اصلاح شد (رس آلی) و با استفاده از آنالیزهای پراش پرتو ایکس، طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه و میکروسکوپ الکترونی روبشی انتشار میدانی شناسایی شد. تاثیر غلظت اولیه سرب بر جذب آن از محلول آبی توسط دو جاذب (رس مونتموریلونیت و رس مونتموریلونیت اصلاح شده) بررسی شد. از دو مدل همدمای جذب لانگمویر و فروندلیچ بهمنظور درک فرآیند جذب سرب استفاده شد. مکانیسمهای جذب سرب با استفاده از مدلهای سینتیکی شبه مرتبه اول، شبه مرتبه دوم، الوویچ و پخشیدگی درون ذرهای مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت.
یافتهها: نتایج حاصل نشان داد که رس مونتموریلونیت با موفقیت با سورفکتانت آلی هگزا دسیل تری متیل آمونیوم بروماید اصلاح و رس آلی(Mt-H) ساخته شد. فاصله بین لایهای پیک رده اول رس مونتموریلونیت بعد از اصلاح از 11 به 7/19 آنگستروم افزایش یافت. با افزایش غلظت اولیه سرب، مقدار جذب سرب (Qi) هر دو جاذب، رس مونتموریلونیت سدیمدار (Mt) و رس مونتموریلونیت اصلاح شده (Mt-H) افزایش یافت. بررسی مدلهای همدمای جذب نشان داد که جذب سطحی سرب در رس مونتموریلونیت (Mt) با مدل لانگمویر و جذب سطحی در رس مونتموریلونیت اصلاح شده (Mt-H) با مدل فروندلیچ مطابقت خوبی با دادههای تجربی نشان دادند. بر اساس نتایج، حدود 40 % از یونهای سرب در 80 دقیقه نخست واکنش توسط رس مونتموریلونیت (Mt) جذب شد، اما جذب سطحی سرب توسط رس مونتموریلونیت اصلاح شده (Mt-H) پس از 1280 دقیقه به حدود 40 % رسید. حداکثر ظرفیت جذب تکلایه محاسبهشده از مدل لانگمویر در دمای 30 درجه سلسیوس در رس مونتموریلونیت اصلاح شده (Mt-H) برابر با 54/32 میلیگرم بر گرم بود که حدود 34 درصد کمتر از مقدار حاصل در رس مونتموریلونیت (Mt) بود، که نشان دهنده ظرفیت جذب کمتر سرب توسط رس اصلاح شده (Mt-H) است. بررسی مدلهای سینتیک جذب نشان داد که جذب سطحی در رس مونتموریلونیت (Mt) بهترین برازش را با مدل سینتیکی الوویچ و در رس مونتموریلونیت اصلاح شده (Mt-H) بهترین برازش را با مدل سینتیکی پخشیدگی درون ذرهای نشان داد.
نتیجه گیری: نتایج نشان داد که اصلاح رس مونتموریلونیت سدیمدار با سورفکتانت آلی هگزا دسیل تری متیل آمونیوم باعث کاهش ظرفیت جذب آن برای سرب میشود؛ اما رس اصلاح شده (Mt-H) سرب را با قدرت بیشتری نگه میدارد.
پرونده مقاله