Abstract
This paper describes the adsorption of heavy metal ions from aqueous solutions by oak (Quercus coccifera) sawdust modified by means of HCl treatment. Our study tested the removal of three heavy metals: Cu, Ni, and Cr. The optimum shaking speed, adsorbent mass, contact time, and pH were determined, and adsorption isotherms were obtained using concentrations of the metal ions ranging from 0.1 to 100 mg L−1. The adsorption process follows pseudo-second-order reaction kinetics, as well as Langmuir and D–R adsorption isotherms. The paper discusses the thermodynamic parameters of the adsorption (the Gibbs free energy, entropy, and enthalpy). Our results demonstrate that the adsorption process was spontaneous and endothermic under natural conditions. The maximum removal efficiencies were 93% for Cu(II) at pH 4, 82% for Ni(II) at pH 8, and 84% for Cr(VI) at pH 3
چکیده
اين مقاله جذب سطحي یون های فلزات سنگين از محلولهای آبی توسط خاک اره بلوط اصلاح شده با HCl را توصيف مي‌کند. مطالعه ما حذف سه فلز سنگين Cu ، Ni و Cr را مورد بررسی قرار داد. سرعت تکان دادن، جرم جاذب، زمان تماس و pH بهینه تعيين شدند و ایزوترمهای جذب سطحی با استفاده از غلظت یون های فلزی در محدوده 0.1 تا 100mg/l بدست‌آمدند. فرايند جذب سطحي از سینتیک واکنش شبه مرتبه دوم و همچنين ایزوترمهای لانگمویر و D-R پيروي مي‌کرد. این مقاله پارامترهای ترمودینامیکی جذب سطحی (انرژی آزاد گیبس، آنتروپی و آنتالپی) را مورد بحث قرار می دهد. نتایج ما بیان می کند که فرایند جذب سطحی در شرایط طبیعی خودبخود و گرماگیر است. بیشترین بازدهی حذف 93.0% برای Cu(II) در pH=4، 82% برای Ni(II) در pH=8 و 84% برای Cr(VI) در pH=3 بودند.
1-مقدمه
آلودگي فلز سنگين در بسياري از پسابهای صنعتي از قبیل پساب توليد شده در تاسيسات ورقکاری فلزي، عمليات معدن‌کاري، فرايند توليد باتري، توليد رنگ‌هاي نقاشي و رنگدانه ها و صنعت تولید شیشه اتفاق مي‌افتد. اين پسابها عموما حاوی مس، نیکل، کروم، کادمیوم و سرب مي‌باشند. این فلزات سنگين قابل تجزیه بيولوژيکی نبوده و حضور آنها در جریان های آب و دریاچه ها منجر به تجمع زیستی در جانداران مي‌شود که باعث مشکلات سلامتي در حيوانات، گياهان و انسان مي‌شود. جذب بیش از حد مس توسط انسان منجر به ناراحتي و فرسايش مخاطی شديد، آسيب گسترده عروق، آسیب کبدی و کلیوی و ناراحتی سیستم عصبي مرکزي و متعاقب آن افسردگي مي‌گردد [1]. ناراحتي معده ای و روده ای شدید و آسیبهای نسوج در کبد و کلیه نیز مي‌تواند اتفاق بيفتد. اثر نیکل به فرمهاي گوناگون از ناراحتی پوستي تا آسیب ریه، سیستم عصبی و لایه های مخاطی ظاهر مي‌شود[2]. کروم شش ظرفیتی (Cr(VI)) به عنوان يک اکسنده قوی شناخته مي‌شود و بسیار سمی است [3]. برخی فلزات سنگين نیز سرطان‌زا شناخته شده‌اند. بنابراين حذف یون های فلزات سنگین مازاد از پساب براي حفاظت سلامت انسان و محيط زيست ضروری مي‌باشد، درنتيجه حذف یونهای سمی فلزات سنگين از فاضلاب و از آلاینده های صنعتی و معدنی در سالهای اخیر به طور گسترده‌اي مورد مطالعه قرار گرفته است....