سنتز و اصلاح گرافن اکساید توسط لیگاندهای کیلیت کننده به منظور حذف یون کادمیوم از محیط‌های آبی

محورهای موضوعی : شیمی دریا

خالده اقدم ¹ ( دانشکده محیط زیست و انرژی ، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران )
همایون احمد پناهی ² ( دانشکده شیمی، دانشگاه آزاد اسلامی ، واحد تهران مرکز )
ابراهیم علایی ³ ( پژوهشکده محیط زیست و بیوتکنولوژی پژوهشگاه صنعت نفت )
امیر حسام حسنی ⁴ ( دانشکده محیط زیست و انرژی ، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران )
الهام منیری ⁵ ( دانشکده شیمی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد ورامین (پیشوا) )

تاریخ دریافت : 1394/09/04 تاریخ پذیرش : 1394/12/15 تاریخ انتشار : 1395/01/01

کلید واژه: کادمیوم, گرافن اکساید, پیوند زدن پلیمری, کیلیت کننده, آلیل استواستات,

چکیده مقاله :

در مطالعه حاضر سنتز نانو گرافن اکساید به روش Modified Hummers انجام شد. اصلاح گرافن اکساید از طریق پیوند زدن پلیمری حاوی لیگاند‌های کی لیت کننده آلیل استو استات صورت گرفت (GO-GAA). برای تعیین خصوصیات فیزیکی و شیمیایی نانو گرافن اکساید عامل دار شده، آنالیز‌های FT-IR, XRD FESEM, TEM, صورت گرفت و مراحل عامل دار کردن را تایید نمود. بهینه سازی پارامترهای موثر در فرآیند جذب از جمله pH، دما و زمان برخورد انجام گردید. اندازه گیری فلز کادمیوم توسط دستگاه جذب اتمیانجام شد. نتایج آزمایش‌های pH نشان داد، pH بهینه برای حذف یون کادمیوم برابر 7 می‌باشد. درصد حذف در این pH برابر 8/99 بود. واجذب یون فلزی از جاذب در 10 مرحله توسط محلول 1 مولار نیتریک اسید و در ده مرحله انجام گرفت. مطالعه زمان برخورد جاذب با یون فلزی نشان داد که در کمتر از 2 دقیقه بیشترین میزان جذب حاصل گردیده است. در نهایت با استفاده از پارامترهای بهینه، جذب یون کادمیوم توسط جاذب سنتزی از نمونه‌های واقعی پساب صنعتی انجام گرفت. درصد جذب یون کادمیوم از نمونه ها برابر 82 درصد بوده است.

چکیده انگلیسی:

A poly allyl acetoacetate-grafted graphene oxide (GO-GAA) was successfully synthesized through Hummers' method followed by divinyl sulfone modification and allyl acetoacetate polymerizaton. This novel functionalized graphene oxide was characterized by FT-IR, XRD, FE-SEM, TEM analyses. Thereafter, the adsorption property of GO-GAA for Cd2+ ion removal from aqueous media was investigated. The effect of several factors such as pH and temperature on the Cd2+ adsorption was also studied. The maximum Cd2+ adsorption by GO-GAA occurs at 20°C, at pH=7. The synthesized nanoadsorbent also showed a good reusability, even after 10 cycles of adsorption-desorption using HNO3 as regenerating agent. Furthermore, applicability of synthesized nanoadsorbent for Cd2+ removal from industrial wastewater and well water samples inoculated with cadmium was investigated and over 82% efficiency was observed.