نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دکترا مهندسی آب دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان

2 استاد گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان

چکیده

هدف از پژوهش حاضر، بررسی جذب نیترات توسط نانو ذرات آهن صفر ظرفیتی تثبیت شده بر روی کوارتز (Sa-Fe0) می­باشد. این جاذب به روش کاهش فاز مایع با استفاده از بروهیدرات سدیم در حضور کوارتز به عنوان تثبیت­کننده سنتز شده و ساختار آن با استفاده از روش­های پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و اندازه­گیری سطح ویژه مشخصه­یابی شد. با توجه به عکس­های SEM، نانو ذرات آهن ساختار کروی داشته و بدون هماوری قابل توجهی با متوسط قطر 80 نانومتر، پراکنش مناسبی در سطح کوارتز داشتند. در مطالعات ناپیوسته جذب تأثیر زمان تماس، غلظت اولیه نیترات، مقدار جاذب، دما و pH اولیه محلول بر فرآیند جذب بررسی شد. ظرفیت جذب نیترات توسط Sa-Fe0 با افزایش pH محلول و مقدار جاذب کاهش و با افزایش غلظت آلاینده و دما افزایش یافت. حذف نیترات بر اساس مدل سینتیکی شبه مرتبه اول صورت گرفت و مدت زمان فاز سریع جذب برایSa-Fe0، هشت ساعت با 85 درصد جذب در غلظت اولیه 100 میلی­گرم در لیتر به دست آمد. ایزوترم جذب برازش مناسبی با مدل لانگمویر داشت وحداکثر ظرفیت جذب نیترات توسط این جاذب  833/20 میلی­گرم بر گرم تعیین شد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Nitrate Removal From Aqueous Solution Using Quartz Sand – Supported Zero Valent Iron Nano Particles

نویسندگان [English]

  • Saloomeh Sepehri 1
  • Manouchehr Heidarpour 2
  • Jahangir Abedi-Koupai 2

چکیده [English]

The aim of this study is the investigation of nitrate removal from aqueous solution using quartz sand – supported zero valent iron nano particles (Sa-Fe0). The synthesis of Sa-Fe0 was based on the reduction of ferrous iron with borohydride, in which quartz sand acted as a porous-based support material. The structure of adsorbent was characterized by Scanning Electron Microscopy (SEM), X-ray Diffraction (XRD) and Brunauer–Emmett–Teller (BET-N2) analysis. The SEM images revealed that nano zero valent iron particles (nZVI) immobilized on Sa-Fe0 were spherical and clearly discrete and uniformly dispersed on the surface of the stabilizer without any obvious aggregation. In the batch mode adsorption studies, the effects of the contact time, initial nitrate concentration of solution, sorbent dosage,temperature and initial pH on the nitrate adsorption by the Sa-Fe0 have been studied. The adsorption capacity decreased with increasing the Sa-Fe0 dosage and initial pH value of the solution but increased with the increase in the temperature  and initial concentration of nitrate. Removal of nitrate using Sa-Fe0 was in accordance with the pseudo first order kinetic model. The initial phase with the rapid rise of the adsorption rate was about 8h and the removal efficincy in this time interval was about 85% for the initial nitrate concentrations of 100 mg/L. The equilibrium data fitted well to the Langmuir model. The maximum adsorption capacity of Sa-Fe0 for nitrate was 20.833                         .

کلیدواژه‌ها [English]

  • Nano zero valent iron
  • Quartz sand
  • nitrate
  • kinetic
  • Isotherm, Thermodynamic