آئروژل گرانولی كربنی تهیه شده از آلژینات سدیم و اصلاح شده با كیتوسان جهت تصفیه آب

خلاصه اختراع :

وجود نیترات در آب آشامیدنی یكی از مشكلات محیط زیستی بزرگ در چند دهه اخیر بوده است. برای حذف این تركیب روشهای گوناگونی تا كنون ارائه گردیده است. در میان این روشها، روش جذب به دلیل سهولت عملكرد و دستیابی آسان و صرفه اقتصادی مورد توجه بوده است. از میان جاذبهای سنتز شده نیز جاذبهای كربنی به دلیل، پایداری شیمیایی و حرارتی بالا، هزینه مناسب، بیشتر مورد استفاده بوده اند. در این راستا در پژوهش حاضر، ابتدا آئروژل كربنی با سطح ویژه m2/g 470 و چگالی g/cm 0/05 از آلژینات سنتز شده و سپس سطح آن با كایتوسان پوشش داده شد و از آن به عنوان جاذب جدیدی در حذف نیترات استفاده گردید. جهت بررسی مورفولوژی جاذب سنتز شده از میكروسكوپ الكترونی روبشی و گسیل میدانی استفاده شده و گروههای عاملی سطح با FTIR مورد شناسایی قرار گرفتند. اندازه گیری سطح ویژه و توزیع اندازه حفرات نیز با كمك مدل BJH انجام پذیرفتند. جهت بررسی رفتار جاذب در حذف نیترات پارامترهای گوناگونی چون اثر غلظت اولیه نیترات، اثر وزن جاذب، اثر pH، ایزوترمهای جذب، سینتیك واكنش و نیز ترمودینامیك جذب در سیستم بسته مورد مطالعه قرار گرفتند. نتایج به دست آمده از آزمایشهای جذب نیترات در سیستم ناپیوسته جذبی، میزان بالای جذب و درصد حذف را نشان داد. معادله سرعت واكنش از مدل سینتیك شبه مرتبه دوم تبعیت نمود. داده های جذب تعادلی با استفاده از مدلهای ایزوترمی لانگمیر و فروندلیچ بررسی و بیشینه جذب تعادلی با پیروی از مدل لانگمیر برابر با 14/5 میلی گرم بر گرم برآورد گردید. همچنین پارامترهای ترمودینامیك نشان دادند كه واكنش خودبخودی، گرمازا بوده و با كاهش بی نظمی در فصل مشترك مایع-جامد همراه بوده است. نتایج آزمایشگاهی نشان دادند كه جاذب تهیه شده با این روش با ظرفیت جذب مجدد تعادلی حدود 10/35 میلی گرم بر گرم قابل بازیافت بوده و برخلاف كربن فعال به راحتی از محلول جدا میشود. كلید واژه: حذف نیترات، تصفیه آب، جاذبهای كربنی، اصلاح سطح