مطالعه قابلیت حذف جذبی کادمیوم از محیط آبی با استفاده از باطله زغال پوشیده شده با نانوذرات Fe3O4

در این پژوهش، یک نمونه باطله زغال پوشیده شده با نانوذرات Fe3O4 به عنوان جاذبی کارآمد جهت حذف کادمیوم از پسابی مصنوعی مورد استفاده قرار گرفت. نانوکامپوزیت تولید شده با استفاده از روش های اسپکترومتری مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR) پراش اشعه ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (TEM)مشخصه یابی شد. آنالیز تصاویر میکروسکوپی نشان داد که متوسط ابعاد نانوذرات مگنتیت حدود 14 نانومتر بود. تاثیر متغیرهای عملیاتی شامل pH اولیه محلول (3-11) و نسبت نانوکامپوزیت به آلاینده (7-233) بر جذب کادمیوم با استفاده از روش طراحی آزمایش پاسخ سطح ارزیابی شد. همچنین، فرایند جذب با استفاده از مدلی درجه دوم بر اساس طرح مرکب مرکزی بهینه شد. آنالیزهای آماری نشان داد که هر دو متغیر نقش مهمی در فرایند جذب کادمیوم ایفا میکنند. بیشترین جذب کادمیوم، یعنی 20/11 ،%تحت شرایط عملیاتی بهینه شامل pH برابر 11 و نسبت نانوکامپوزیت/فلز 14 پس از 2 ساعت جذب تعادلی به دست آمد. بررسی سینتیک جذب نشان داد که جذب بیشینه طی مدت کوتاه حدود 2 دقیقه ای و طبق مدل مرتبه اول حاصل میشود. مطالعه ایزوترمهای جذب نیز نشان داد که جذب کادمیوم بر روی نانوکامپوزیت Fe3O4/باطله زغال با بهترین تطابق در مقایسه با سایر مدلها، از مدل همدمای تمکین و با مکانیزم کاهش خطی گرمای جذب پیروی میکند. رفتار کلی حذف نیز به یک فرایند دو مرحله ای شامل جذب اولیه سریع کادمیوم بر روی نقاط فعال بر روی سطح نانوکامپوزیت و سپس، رسوب آهسته هیدروکسید کادمیوم در میان حفرات موجود بر سطح نانوکامپوزیت نسبت داده شد