فرشید قربانی چقامارانی

در این مطالعه سیلیس بی شکل به روش شستشوی اسیدی از پوسته برنج استخراج شد. سپس ماده میان حفره سیلیکاتی MCM-41 با استفاده از سیلیس استخراج شده سنتز و با استفاده از نانو ذرات مگنتیت (Fe3O4) مغناطیسی شد و ماده میان حفره سیلیکاتی مغناطیسی بدست آمده، magMCM-41 نامیده شد. در ادامه ماده magMCM-41 سنتز شده با استفاده از گروه عاملی 3-آمینوپروپیل تری متوکسی سیلان (APTMS) عامل دار گردید تا ماده جاذب NH2-magMCM-41 بدست آمد. ساختار سیلیس و مواد میان حفره سیلیکاتی تولید شده با استفاده از آنالیزهای XRD، XRF، VSM، FT-IR، BET، TGA، SEM و TEM مورد بررسی قرار گرفت و موفقیت آمیز بودن تولید این مواد تایید شد. در مرحله دوم این مطالعه حذف یون های فلزات سنگین کادمیوم(II) و سرب(II) از محلول های آبی با استفاده از جاذب تولید شده در سیستم ناپیوسته و به صورت محلول های تک فلزی انجام شد. سپس کارایی جاذب تولید شده با استفاده از طراحی آزمایشات انجام شده توسط نرم افزار Design-Expert 7.0.0 و با استفاده از روش سطح پاسخ (RSM) و طراحی ترکیبی مرکزی (CCD) مورد بررسی قرار گرفت. همچنین، تاثیر پارامترهای pH اولیه محلول، دوز جاذب و غلظت اولیه یون های فلزی کادمیوم و سرب بر روی کارایی جذب جاذب NH2-magMCM-41 برای طراحی آزمایشات و آنالیز نتایج مورد استفاده قرار گرفت. شرایط بهینه برای جذب یون های فلزی با استفاده از بهینه سازی عددی نرم افزار بدست آمد که برای کادمیوم pH اولیه محلول 05/5، دوز جاذب g.L-1 1/0، غلظت اولیه کادمیوم mg.L-1 150، کارایی جذب 25/60%، ظرفیت جذب mg.g-1 21/493 و مطلوبیت 807/0 و برای سرب pH اولیه محلول 22/5، دوز جاذب g.L-1 1/0، غلظت اولیه سرب mg.L-1 150، کارایی جذب 32/64%، ظرفیت جذب mg.g-1 94/591 و مطلوبیت 841/0 می باشد. بررسی سینتیک جذب نشان داد سرعت فرآیند جذب یون های فلزی کادمیوم و سرب بر روی جاذب NH2-magMCM-41 برازش بهتری با مدل سینتیکی شبه مرتبه دوم دارد. همچنین، بررسی ایزوترم های جذب نشان داد که مدل لانگمیر نسبت به مدل فرندلیچ برازش بهتری با داده های تجربی دارد. بررسی ترمودینامیک جذب نشان داد که واکنش جذب یون های فلزی کادمیوم و سرب گرماده (مقادیر ΔH° منفی) و برگشت ناپذیر (مقادیر ΔS° مثبت) می باشد. همچنین مقدار ΔG° منفی بیانگر خودبخودی بودن فرآیند جذب بود و افزایش مقدار منفی ΔG° با افزایش دما ن