حذف کبالت از آب آلوده با استفاده از نانو ذرات مغناطیسی اکسید آهن

Abstract

در تحقیق حاضر به بررسی حذف فلزات سنگین (به صورت موردی حذف کبالت) از آب آلوده با استفاده از نانو ذرات مغناطیسی Fe3O4 و بررسی تأثیر فاکتورهای pH، زمان ماند، غلظت اولیه کبالت و دما بر روی حذف کبالت پرداخته شده و برای توصیف داده‌های حاصل از آزمایشات جذب از ایزوترم‌های تعادلی لانگمویر و فروندلیچ استفاده شده است. آزمایش‌ها با روش تاگوچی در نرم‌افزار کوآلیتک که از روش فاکتوریل جزئی استفاده می‌کند طراحی گردید. نانو ذرات با روش هم‌رسوبی در آزمایشگاه سنتز شده و سپس آزمایش‌ها برای چهار سطح از هر فاکتور بر روی محلول شبیه‌سازی شده حاوی کبالت انجام می‌گردد و نتایج با کمک نرم‌افزار کوآلیتک به روش تحلیل استاندارد تاگوچی مورد آنالیز قرار گرفته می‌شوند. بالاترین میزان جذب کبالت برابر با 81 درصد، در حالت pH برابر با 9، زمان ماند 15 دقیقه، غلظت اولیه کبالت برابر با 7 میلی‌گرم بر لیتر و دمای °C 60 می‌باشد. همچنین با توجه به تحلیل، شرایط بهینه در حالت pH برابر با 9، زمان ماند 10 دقیقه، غلظت اولیه کبالت برابر با 25 میلی‌گرم بر لیتر و دمای °C 20 می‌باشد. میزان بازدهی در جذب کبالت 383/86 درصد پیش‌بینی می‌شود. در انتها نتیجه آزمایش در شرایط بهینه بر روی پساب صنعتی واقعی حاوی 36 میلی‌گرم بر لیتر کبالت 60 با درصد جذب 6/71 همراه می‌باشد که با توجه به تغییر در شرایط آزمایشگاهی و واقعی دارای اختلاف 11/17 درصدی می‌باشد. داده‌های حاصل از بررسی ایزوترهای جذب با دو مدل فوق مطابقت داشته و برازش بیشتری نسبت به مدل فروندلیچ دارد.