جذب رقابتی مس و منگنز از محلول های آبی توسط خرده لاستیک فرسوده

برخی از فلزات سنگین نظیر مس و منگنز سمی بوده و به دلیل پایداری زیاد در محیط، جزو آلاینده های خطرناک محسوب می شوند. فلزات سنگین از طریق فعالیت های طبیعی و انسانی به خاک و محیط زیست افزوده می شوند. فلزات سنگین در طبیعت غیر قابل تجزیه بوده و سمیت زیادی برای گیاهان، حیوانات و انسان ایجاد می کنند. روش های مختلفی نظیر فیلتراسیون، رسوب شیمیایی، تبادل یونی و جذب سطحی توسط کربن فعال و جاذب های ارزان قیمت برای حذف فلزات سنگین از محلول های آبی وجود دارد. خرده های لاستیک به عنوان یک جاذب ارزان قیمت در حذف فلزات سنگین مورد توجه قرار گرفته است. اطلاعات چندانی در ارتباط با جذب رقابتی فلزات سنگین توسط خرده های لاستیک در سیستم های حاوی چند فلز وجود ندارد. بنابراین پژوهش حاضر با هدف ارزیابی رفتار جذبی مس و منگنز روی اندازه های مختلف خرده لاستیک در یک سیستم رقابتی انجام شد.
خرده های لاستیک با سه اندازه 125/0-088/0، 250/0-177/0 و 500/0-353/0 میلی متر از کارخانه لاستیک یزد تایر تهیه شد. یک آزمایش پیمانه ای با اضافه کردن 200 میلی گرم از هر سه اندازه خرده لاستیک به 10 میلی لیتر محلول حاوی مس+ منگنز در غلظت های 10 تا 50 میلی گرم بر لیتر انجام شد. بعد از 24 ساعت، سوسپانسیون از کاغذ صافی عبور داده شد و غلظت باقی مانده مس و منگنز در عصاره به کمک روش جذب اتمی اندازه گیری شد.
با افزایش غلظت مس و منگنز، میزان جذب این فلزات توسط خرده های لاستیک افزایش یافت. بیشترین میزان جذب مس (9/1088 میلی گرم بر کیلوگرم) توسط خرده لاستیک با اندازه 125/0-088/0 صورت گرفت و با افزایش اندازه خرده لاستیک به 500/0-353/0 میلی متر مقدار جذب آن در حدود 35 درصد کاهش یافت. در بالاترین غلظت، جذب مس توسط خرده های لاستیک از طریق رقابت با منگنز کاهش یافت. در تمامی غلظت های به کار رفته، منگنز کمترین سایت های جذب را اشغال کرد. اگرچه جذب منگنز تحت تاثیر اندازه خرده لاستیک قرار نگرفت، ولی جذب آن توسط خرده لاستیک از طریق رقابت با مس محدود شد. داده های جذب برازش بهتری را در معادله لانگمویر (94/0R2=) در مقایسه با فروندلیچ (87/0R2=) نشان دادند که نشان از جذب تک لایه ای مس و منگنز توسط خرده لاستیک دارد. مقادیر حداکثر ظرفیت جذب محاسبه شده از معادله لانگمویر (qm) نشان داد که جذب مس بیشتر از منگنز می-باشد. با کاهش اندازه خرده های لاستیک، مقدار qm افزایش یافت. در این مطالعه عامل جدایش (RL) برای پیش بینی مطلوبیت جذب در سیستم جذب محاسبه گردید. در تمامی شرایط مقدار RL بین صفر تا یک متغیر بود که نشان از جذب مطلوب مس و منگنز توسط سه اندازه خرده لاستیک دارد
نتایج این مطالعه نشان داد که خرده های لاستیک (به ویژه در کوچکترین اندازه) توانایی مناسبی جهت جذب مس و منگنز در یک سیستم رقابتی را دارا می باشند. اگرچه داده های جذب سطحی مس و منگنز توسط خرده های لاستیک به خوبی توسط دو معادله لانگمویر و فروندلیچ توصیف شدند، اما معادله لانگمویر برازش بهتری را در مقایسه با معادله فروندلیچ نشان داد.