
تعداد نشریات | 13 |
تعداد شمارهها | 623 |
تعداد مقالات | 6,501 |
تعداد مشاهده مقاله | 8,627,042 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 8,222,262 |
حذف سرب از محلولهای آبی با استفاده از ژل نانو فیبر سلولز باکتریایی | ||
پژوهشهای علوم و فناوری چوب و جنگل | ||
مقاله 14، دوره 24، شماره 3، آذر 1396، صفحه 197-208 اصل مقاله (289.3 K) | ||
نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/jwfst.2017.11427.1604 | ||
نویسندگان | ||
حسن رضایی* 1؛ سهیلا مقصودلو2 | ||
1دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان | ||
2دانشجوی کارشناسی ارشد گروه محیط زیست دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان | ||
چکیده | ||
سابقه و هدف: فلزات سنگین از جمله سرب به علت سمیت، پایداری و عدم قابلیت تجزیه بیولوژیکی اثرات سوء فراوانی بر موجودات زنده و محیطزیست میگذارندحضور فلزات سنگین در آبهای سطحی و آبهای زیرزمینی تبدیل به یک مشکل عمده آلودگی معدنی شده است تخلیه و تصفیه فاضلاب صنعتی حاوی فلزات سنگین مسائل مهم در حفاظت از محیطزیست میباشد. روشهای مختلفی جهت حذف فلزات سنگین وجود دارد که یکی از بهترین روشها جذب سطحی است. هدف از این پژوهش استفاده از ژل نانو فیبرهای سلولزی باکتریایی جهت حذف یونهای فلز سنگین سرب از محلولهای آبی بود. مواد و روشها: ابتدا ژل نانو فیبرهای سلولزی باکتریایی به عنوان نانوبیو مواد طبیعی که دارای قطر در محدوده نانومتری و طول تا چند میکرون است، خریداری شد. سپس محلول استوک از نمک نیترات سرب در آب مقطر دیونیزه تهیه شد. محلولهای آزمایش در غلظتهای متفاوت از رقیق کردن محلول استوک اولیه با آب مقطر دیونیزه تهیه شدند.pH محلول با استفاده از محلولهای 1/0 مولار نیتریک اسید و سدیم هیدروکسید در ابتدای آزمایش تنظیم شدند و بعد از شروع آزمایش کنترل نشدند. در این مطالعه پارامترهایی از جمله تأثیر pH، دما، زمان تماس، مقدار جاذب و غلظت در سیستم ناپیوسته و با سه بار تکرار بررسی گردید. محلولهای حاوی جاذب در ارلن مایر 250 میلی لیتری قرارداده شده و در شیکر با دور rpm120 در زمانهای مشخص قرار گرفتند و پس از آن نمونهها در سانتریفیوژ با rpm 4000 به مدت 5 دقیقه قرار گرفتند. میزان غلظت یونهای سرب در محلول با استفاده دستگاه اسپکتروفتومتر جذب اتمی تعیین شدند. جهت بررسی مکانیسم جذب سطحی از مدلهای ایزوترمی فروندلیچ و لانگمویر و پارامترهای سینتیکی استفاده شد. نرمافزار Excel برای تجزیه و تحلیل دادهها استفاده شد. یافتهها: نتایج نشان داد که حداکثر راندمان جذب سرب در ژل نانو فیبرهای سلولزی باکتریایی در شرایط 5pH= ، زمان 50 دقیقه و دمای 25 درجه سانتیگرادو جرم جاذب 35/0 گرم، برابر 2/93± بوده است.. که بیانگر این است جذب در شرایط مناسب انجام شده است. مطالعات سیستم ناپیوسته ایزوترم نشان داد که جذب از مدل فروندلیچ پیروی میکند و سینتیک جذب از معادله شبه مرتبه دوم تبعیت داشت. نتیجهگیری: بنابراین بر اساس یافتههای این مطالعه چنین میتوان گفت که ژل نانو فیبرهای سلولزی باکتریایی میتواند به عنوان یک جاذب مناسب و دوستدار محیط زیست با سطح ویژه بالا جهت حذف فلزات سنگین از محلولهای آبی به ویژه از فاضلاب صنایع استفاده شود. در مقایسه با سایر تحقیقهای مشابه در زمینه جذب سطحی مشخص شد که این نانوجاذب از بهترین جاذبها میباشد و میتواند به شکل موفقیتآمیزی برای حذف فلزات سنگین در صنایع مختلف استفاده شود. | ||
کلیدواژهها | ||
فلزات سنگین؛ سرب؛ جذب سطحی؛ ژل نانو فیبرهای سلولزی باکتریایی | ||
مراجع | ||
1. Abdel-Ghani, NT., Hefny, M., and El-Chaghaby, GAF. 2007. Removal of lead from aqueous solution using low cost abundantly available adsorbents. Environ. Sci. Tech. J., 4: 67-73. 2. Ayar, A., Gürsal, S., Gürten, A., and Gezici, O. 2008. On the removal of some phenoli compounds from aqueous solutions by using a sporopollenin-based ligand-exchange fixed bed -Isotherm analysis. Desalination J., 219: 160-170. 3. Ballav, N., Debnath, S., Pillay, K., and Maity, A. 2015. Efficient removal of Reactive Black from aqueous solution using polyaniline coated ligno-cellulose composite as a potential adsorbent. Molecular Liquids J., 209: 387-396. 4. Cay, S., Uyanik, A., and Ozasik, A. 2004. Single and binary component adsorption of Copper (II) and Cadmium (II) from aqueous solutions using tea-industry waste. sep purif Technol. J. 38: 273-280. 5. Chen, A.H., Liu, S.C., Chen, C.Y. and Chen, C.Y. 2008. Comparative adsorption of Cu (II), Zn(II), and Pb(II) ions in aqueous solution on the crosslinked chitosan with epichlorohydrin. Hazardous Materials J. 154:3.184-191. 6. Choi, S., and Jeong, Y. 2008. The Removal of Heavy Metals in Aqueous Solution by Hydroxyapatite/Cellulose Composite. Fibers and Polymers J., 9: 3.267-270. 7. Dela Rosa, G., Reynel-Avila, HE., Bonilla, A., Cano-Rodriguez, Z., Velasco Santos, C., and Martinez, AL. 2008. Recycling Poultry Feathers for Pb Removal from Wastewater: Kinetic and Equilibrium Studies. Engineering and Technology J., 47: 394-402. 8. Donia, A.M., Atia, A.A., and Abouzayed, F.I. 2012. Preparation and characterization of nano-magnetic cellulose with fast kinetic properties towards the adsorption of some metal ions. Chemical Engineering J. 191: 22-30. 9. Febrianto, J., Kosasih, A., Sunarso, J., Ju, Y., Indraswati, N., and Ismadji, S. 2009. Equilibrium and kinetic studies in adsorption of heavy metals using biosorbent: A summary of recent studies. Hazardous Materials J., 162: 616-645. 10. Gafari Petrudi, R., Ariyayi Fard, M., Rezayati Cherani, P., and Vaziri, V. 2012. Features and applications of nano-cellulose as nano-materials, eco-friendly and originating from nature. Proceedings of the First National Conference on Management of Natural Resources. 11. Gupta, V., Mittal, A., Kurup, L., and Mittal, J. 2006. Adsorption of a hazardous dye, erythrosine, over hen feathers. Coll. Inter. Sci. J., 304: 52-57. 12. Gupta, V.K., and Nayak, A. 2012. Cadmium removal and recovery from aqueous solutions by novel adsorbents from orange peel and Fe2O3 nanoparticles. Chemical Engineering J. 180: 81-90. 13. Hokkanen, S., Repo, E., and Sillanpää, M. 2013. Removal of heavy metals from aqueous solutions by succinic anhydride modified mercerized nanocellulose. Chemical Engineering J. 223: 40-47. 14. Honarmand, A. 2013. Removal of lead from water solution by modified pistachio husk [Dissertation]. Shahrood Branch, Islamic Azad Univ. 15. Ji, F., Li, C., Tang, B., Xu, J., Lu, G., and Li, P. 2012. Preparation of cellulose acetate/zeolite composite fiber and its adsorption behavior for heavy metal ions in aqueous solution. Chem. Eng. J., 209: 325-333. 16. Kardam, A., Raj, K.R., Srivastava, S., and Srivastava, M.M. 2014. Nano cellulose fibers for biosorption of cadmium, nickel, and lead ions from aqueous solution. Clean Tech Env. J. 16: 385-393. 17. Liu, B., Lv, X., Meng, X., Yu, G., and Wang, D. 2013. Removal of Pb(II) from aqeous solution using dithiocarbomate modified chitosan bead with Pb(II) as imprinted ions. Chem. Eng. J., 220: 412-149. 18. Liu, D., Zhu, V., Li, Z., Tian, D., Chen, L., and Chen, P. 2013. Chitin nanofibrils for rapid and efficient removal of metal ions from water system. Carbo. Poly. J., 98: 483-489. 19. Mahvi, A., Ghadiri, K., Yusefi, N., and Fatehi Nezhad, A. 2011. Activated sludge is dried in the absorption of lead and cadmium: modeling of adsorption isotherms and kinetics of reactions. Ghom, J. University of Medical Sci., 6: 1.9-17. (In Persian) 20. Manshuri, M., Yazdanbakhsh, A., Daraei, M., and Noorisepehr, M. 2012. Lead removal from aqueous solution using ostrich feathers modified by hydrogen peroxide. Hormozgan, J. Med. Sci., 17: 4.307-315. (In Persian) 21. Marandi, R., and Amir Afshar, H. 2007. Biosorption Pb (II) and Zn (II) by non-living biomass (pHanerochaete chrysosporium). J. Environ. Sci. Tech., 10: 4. (In Persian) 22. Mehdinia, SM., Abdul- Latif, P., and Taghipour, H. 2013. Removal of hydrogen sulfide by physico-biological filters using mixed rice husk silica and dried activated sludge. Clean Soil Air Water J., 41: 949-54. 23. Mehri, A., Ghsemiyan, A., Afra, A., and Gafari, R. 2012. A variety of nano-cellulose and its applications. Hamedan. Second National Conference on sustainable agricultural development and a healthy environment. (In Persian) 24. Mehdizadeh, S., Sadjadi, S., Ahmadi, S.J., and Outokesh, M. 2014. Removal of heavy metals from aqueous solution using platinum nanoparticles/Zeolite-4A. Environ. Health. Sci. Eng. J., 12: 7. 25. Mishra, S., and Bhattacharya, J. 2007. Batch studies on phenol removal using leaf activated carbon. Malay. J. Chem. J. 9: 1-15. 26. Padervand, M., and Gholami, M.R. 2013. Removal of toxic heavy metal ions from waste water by functionalized magnetic core–zeolitic shell nanocomposites as adsorbents. Environmental Science and Pollution Research J. 20: 6.3900-3909. 27. Rezaei, H. 2013. Biosorption of Chromium by Using Spirulina SP. Arabian Chemistry J. 7: 2 1-8. 28. Ruhani, A.A., Honarmand, A., and Mehdinia, S.M. 2014. Study the removal of lead from aqueous solutions using the new sorbent made from the skin of pistachio modified. Shahrud, J. of Knowledge and Health., 10: 3.53-58. (In Persian) 29. Suopajärvi, T., Liimatainen, H., Karjalainen, M., Upola, H., and Niinimäki, J. 2014. Lead adsorption with sulfonated wheat pulp nanocelluloses. Water Proc. Eng. J. 30. Yousefi, H., Hejazi, S., Mousavi, M., Azusa, Y., Heidari, A.H. 2013. Comparative study on paper and nanopaper properties prepared from bacterial cellulose and fibers/ground nanofibers of canola straw. Industrial Crops and Products, 43: 732-737. 31. Yu, B., Zhang, Y., Shukla, A., Shukla, SS., and Dorris, KL. 2000. The removal of heavy metal from aqueous solutions by sawdust adsorption removal of copper. Hazard Mater J. 80: 33-42. 32. Zhu, H., Jia, S., Wan, T., Jia, Y., Yang, H., Li, J., Yan, L., and Zhong, C. 2011. Biosynthesis of spHerical Fe3O4/bacterial cellulose nanocomposites as adsorbents for heavy metal ions. Carbo. Poly. J. 86: 1558-1564. 33. Zhu, J., Gu, H., Chen, M., Wei, H., Luo, Z., Colorado, H., Yerra, N., Ding, D., Ho, T.C., Haldolaaraching, N., Hopper, J., Young, D.P., Guo, Z., and Wei, S. 2014. Mesoporous magnetic carbon nanocomposite fabrics for highly efficient Cr (III) removal. Materials Chem. J. 2: 2256-2265.1. Abdel-Ghani, NT., Hefny, M., and El-Chaghaby, GAF. 2007. Removal of lead from aqueous solution using low cost abundantly available adsorbents. Environ. Sci. Tech. J., 4: 67-73. 2. Ayar, A., Gürsal, S., Gürten, A., and Gezici, O. 2008. On the removal of some phenoli compounds from aqueous solutions by using a sporopollenin-based ligand-exchange fixed bed -Isotherm analysis. Desalination J., 219: 160-170. 3. Ballav, N., Debnath, S., Pillay, K., and Maity, A. 2015. Efficient removal of Reactive Black from aqueous solution using polyaniline coated ligno-cellulose composite as a potential adsorbent. Molecular Liquids J., 209: 387-396. 4. Cay, S., Uyanik, A., and Ozasik, A. 2004. Single and binary component adsorption of Copper (II) and Cadmium (II) from aqueous solutions using tea-industry waste. sep purif Technol. J. 38: 273-280. 5. Chen, A.H., Liu, S.C., Chen, C.Y. and Chen, C.Y. 2008. Comparative adsorption of Cu (II), Zn(II), and Pb(II) ions in aqueous solution on the crosslinked chitosan with epichlorohydrin. Hazardous Materials J. 154:3.184-191. 6. Choi, S., and Jeong, Y. 2008. The Removal of Heavy Metals in Aqueous Solution by Hydroxyapatite/Cellulose Composite. Fibers and Polymers J., 9: 3.267-270. 7. Dela Rosa, G., Reynel-Avila, HE., Bonilla, A., Cano-Rodriguez, Z., Velasco Santos, C., and Martinez, AL. 2008. Recycling Poultry Feathers for Pb Removal from Wastewater: Kinetic and Equilibrium Studies. Engineering and Technology J., 47: 394-402. 8. Donia, A.M., Atia, A.A., and Abouzayed, F.I. 2012. Preparation and characterization of nano-magnetic cellulose with fast kinetic properties towards the adsorption of some metal ions. Chemical Engineering J. 191: 22-30. 9. Febrianto, J., Kosasih, A., Sunarso, J., Ju, Y., Indraswati, N., and Ismadji, S. 2009. Equilibrium and kinetic studies in adsorption of heavy metals using biosorbent: A summary of recent studies. Hazardous Materials J., 162: 616-645. 10. Gafari Petrudi, R., Ariyayi Fard, M., Rezayati Cherani, P., and Vaziri, V. 2012. Features and applications of nano-cellulose as nano-materials, eco-friendly and originating from nature. Proceedings of the First National Conference on Management of Natural Resources. 11. Gupta, V., Mittal, A., Kurup, L., and Mittal, J. 2006. Adsorption of a hazardous dye, erythrosine, over hen feathers. Coll. Inter. Sci. J., 304: 52-57. 12. Gupta, V.K., and Nayak, A. 2012. Cadmium removal and recovery from aqueous solutions by novel adsorbents from orange peel and Fe2O3 nanoparticles. Chemical Engineering J. 180: 81-90. 13. Hokkanen, S., Repo, E., and Sillanpää, M. 2013. Removal of heavy metals from aqueous solutions by succinic anhydride modified mercerized nanocellulose. Chemical Engineering J. 223: 40-47. 14. Honarmand, A. 2013. Removal of lead from water solution by modified pistachio husk [Dissertation]. Shahrood Branch, Islamic Azad Univ. 15. Ji, F., Li, C., Tang, B., Xu, J., Lu, G., and Li, P. 2012. Preparation of cellulose acetate/zeolite composite fiber and its adsorption behavior for heavy metal ions in aqueous solution. Chem. Eng. J., 209: 325-333. 16. Kardam, A., Raj, K.R., Srivastava, S., and Srivastava, M.M. 2014. Nano cellulose fibers for biosorption of cadmium, nickel, and lead ions from aqueous solution. Clean Tech Env. J. 16: 385-393. 17. Liu, B., Lv, X., Meng, X., Yu, G., and Wang, D. 2013. Removal of Pb(II) from aqeous solution using dithiocarbomate modified chitosan bead with Pb(II) as imprinted ions. Chem. Eng. J., 220: 412-149. 18. Liu, D., Zhu, V., Li, Z., Tian, D., Chen, L., and Chen, P. 2013. Chitin nanofibrils for rapid and efficient removal of metal ions from water system. Carbo. Poly. J., 98: 483-489. 19. Mahvi, A., Ghadiri, K., Yusefi, N., and Fatehi Nezhad, A. 2011. Activated sludge is dried in the absorption of lead and cadmium: modeling of adsorption isotherms and kinetics of reactions. Ghom, J. University of Medical Sci., 6: 1.9-17. (In Persian) 20. Manshuri, M., Yazdanbakhsh, A., Daraei, M., and Noorisepehr, M. 2012. Lead removal from aqueous solution using ostrich feathers modified by hydrogen peroxide. Hormozgan, J. Med. Sci., 17: 4.307-315. (In Persian) 21. Marandi, R., and Amir Afshar, H. 2007. Biosorption Pb (II) and Zn (II) by non-living biomass (pHanerochaete chrysosporium). J. Environ. Sci. Tech., 10: 4. (In Persian) 22. Mehdinia, SM., Abdul- Latif, P., and Taghipour, H. 2013. Removal of hydrogen sulfide by physico-biological filters using mixed rice husk silica and dried activated sludge. Clean Soil Air Water J., 41: 949-54. 23. Mehri, A., Ghsemiyan, A., Afra, A., and Gafari, R. 2012. A variety of nano-cellulose and its applications. Hamedan. Second National Conference on sustainable agricultural development and a healthy environment. (In Persian) 24. Mehdizadeh, S., Sadjadi, S., Ahmadi, S.J., and Outokesh, M. 2014. Removal of heavy metals from aqueous solution using platinum nanoparticles/Zeolite-4A. Environ. Health. Sci. Eng. J., 12: 7. 25. Mishra, S., and Bhattacharya, J. 2007. Batch studies on phenol removal using leaf activated carbon. Malay. J. Chem. J. 9: 1-15. 26. Padervand, M., and Gholami, M.R. 2013. Removal of toxic heavy metal ions from waste water by functionalized magnetic core–zeolitic shell nanocomposites as adsorbents. Environmental Science and Pollution Research J. 20: 6.3900-3909. 27. Rezaei, H. 2013. Biosorption of Chromium by Using Spirulina SP. Arabian Chemistry J. 7: 2 1-8. 28. Ruhani, A.A., Honarmand, A., and Mehdinia, S.M. 2014. Study the removal of lead from aqueous solutions using the new sorbent made from the skin of pistachio modified. Shahrud, J. of Knowledge and Health., 10: 3.53-58. (In Persian) 29. Suopajärvi, T., Liimatainen, H., Karjalainen, M., Upola, H., and Niinimäki, J. 2014. Lead adsorption with sulfonated wheat pulp nanocelluloses. Water Proc. Eng. J. 30. Yousefi, H., Hejazi, S., Mousavi, M., Azusa, Y., Heidari, A.H. 2013. Comparative study on paper and nanopaper properties prepared from bacterial cellulose and fibers/ground nanofibers of canola straw. Industrial Crops and Products, 43: 732-737. 31. Yu, B., Zhang, Y., Shukla, A., Shukla, SS., and Dorris, KL. 2000. The removal of heavy metal from aqueous solutions by sawdust adsorption removal of copper. Hazard Mater J. 80: 33-42. 32. Zhu, H., Jia, S., Wan, T., Jia, Y., Yang, H., Li, J., Yan, L., and Zhong, C. 2011. Biosynthesis of spHerical Fe3O4/bacterial cellulose nanocomposites as adsorbents for heavy metal ions. Carbo. Poly. J. 86: 1558-1564. 33. Zhu, J., Gu, H., Chen, M., Wei, H., Luo, Z., Colorado, H., Yerra, N., Ding, D., Ho, T.C., Haldolaaraching, N., Hopper, J., Young, D.P., Guo, Z., and Wei, S. 2014. Mesoporous magnetic carbon nanocomposite fabrics for highly efficient Cr (III) removal. Materials Chem. J. 2: 2256-2265. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 934 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 688 |