بررسی مقایسه‌ای کارایی بیوپلیمرهای طبیعی نانوفیبرکیتین و نانوفیبرلیگنوسلولز در حذف فلز سنگین سرب از محلول‌های آبی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه گرگان

2 استادیار گروه آلودگی محیط‌زیست، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

3 استادیار گروه مهندسی چوب و کاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

چکیده

یکی از مشکلات جدی زیست محیطی دهه‌های اخیر، آلودگی محیط‌های آبی به فلزات سنگین می‌باشد. جذب سطحی با استفاده پلیمرهای زیستی(نانوفیبرلیگنوسلولز و نانوفیبرکیتین) فناوری نوینی است که دوستدار محیط زیست برای کاهش و حذف فلزات سنگین از فاضلاب‌های صنعتی می‌باشد. هدف از مطالعه حاضر، بررسی و مقایسه عملکرد جاذب‌‌های نانوفیبرلیگوسلولز و نانوفیبرکیتین در حذف فلز سنگین سرب از محلول‌های آبی است. شرایط آزمایش برای دو جاذب کاملاً یکسان در نظر گرفته شده است. برای شناسایی ویژگی‌های شیمیایی و ساختاری دو جاذب، طیف‌سنج مادون قرمز (FT-IR) و میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) انجام شد. درسیستم ناپیوسته پارامترهای pH(4-9)، دوز جاذب(1-1/0 گرم) ، زمان تماس (120-15 دقیقه)، غلظت اولیه فلز سرب (50-10 میلی‌گرم بر لیتر) و دما40-15 درجه سانتی‌گراد) بررسی شد. نتایج با تحلیل واریانس یک طرفه (ANOVA) و آزمون دانکن جهت برآورد معنی‌داری تغییرات پارامتر‌ها مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. براساس نتایج، بیش‌ترین درصد حذف فلز سرب توسط نانوفیبرکیتین در دمای 25 درجه سانتی‌گراد، pH برابر 5، زمان60 دقیقه، دوز جاذب 3/0 گرم و غلظت سرب 10 میلی‌گرم بر لیتر برابر 45/98% و برای نانوفیبرلیگنوسلولز در دمای 25 درجه سانتی‌گراد، pH برابر 6، زمان60 دقیقه، دوز جاذب 3/0 گرم و غلظت سرب 10 میلی‌گرم بر لیتر برابر 8/99% بدست آمد. با توجه به نتایج این تحقیق، از هردو جاذب نانوفیبرکیتین و نانوفیبرلیگنوسلولز (با کارایی بالای 98%) برای حذف سایر آلاینده‌های پساب‌های صنایع می‌توان استفاده نمود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Comparison study of the effect of Lignocellulose Nano-fibers (LCNFs) and Chitin Nano-fibers (CNFs) as natural biopolymers on removal of lead ion from aqueous solutions

نویسندگان [English]

  • saeedeh rastgar 1
  • hassan rezaei 2
  • hossein yousefi 3
1 university of gorgan
2 Assistant professor in environmental pollution, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources (GUASNR),
3 Assistant professor in wood and paper engineering, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources (GUASNR),
چکیده [English]

Pollution of aqueous solutions contain heavy metals is one of the serious environmental problems in recent decades. Surface absorption by the use of biological polymers (LCNFs and CNFs) is a novel environmentally friendly technology for reducing and removing heavy metals from industrial wastewater. The goal of this study was to investigate and compare the performance of LCNFs and CNFs adsorbents in the removal of heavy lead from aqueous solutions in a discontinuous system. The test conditions are considered for two completely identical adsorbents. Infrared spectrometer (FT-IR) and transient electron microscopy (TEM) were used to identify the physical, chemical and structural characteristics of LCNFs and CNFs adsorbents. In the discontinuous system, pH parameters (4-9), absorption dose (0.1-1) g, contact time (15-120) min., lead initial concentration (10-50) mg/L and temperature (15-40) °C was studied. The results were analyzed by one-way ANOVA and Duncan's tests for significant evaluation of changes in parameters. Results showed that the highest percentage of removal of lead (98.45%.) for LCNFs at 25 °C, pH 6, 60 min., absorbent dose of 0.3 g and lead concentration of 10 mg/L was obtained. The results of this study showed that LCNFs and CNFs adsorbents is considered as an optimal absorber for removal lead from aqueous solutions by removing more than 98% of lead from aqueous solutions.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Adsorbent
  • Heavy metals
  • Lignocellulose Nano-fibers
  • Chitin Nano-fibers