ارزیابی عمل کرد نانو ذرات دی اکسید منگنز (MnO2) در حذف کادمیم از محلول های آبی

امروزه از فلزات سنگین در بسیاری از صنایع و تکنولوژی های مهم استفاده می شود که نتیجه آن تولید پساب های صنعتی آلوده و مضر برای سلامتی انسان و محیط زیست است. این پژوهش با هدف بررسی کارایی حذف کادمیم از محلول های آبی با استفاده از جاذب مناسب و جدید نانو ذرات دی اکسید منگنز بود.

ابتدا نانو ذرات دی اکسید منگنز به روش ترسیب الکتروشیمیایی کاتدی سنتز گردید و تاثیر پارامترهای pH، زمان تماس، غلظت نانو ذرات و اثر غلظت اولیه بر فرآیند جذب کادمیم در سیستم ناپیوسته مورد بررسی قرار گرفت. جهت تعیین ویژگی های نانو ذرات دی اکسید منگنز، از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، دستگاه پراش پرتو ایکس (XRD) و دستگاه طیف سنج مادون قرمز (FTIR) استفاده گردید. ایزوترم های جذب لانگمیر و فرندلیچ و نیز سینتیک های جذب کادمیم بر روی جاذب نانو ذرات دی اکسید منگنز بر اساس مدل های هو و همکاران و لاگرگرن بررسی شد.

تصاویر تولیدی با میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد که اندازه این ذرات 30 تا 50 نانومتر است. نتایج نشان داد که با افزایش pH، درصد حذف و ظرفیت جذب کادمیم افزایش یافت و به حداکثر خود یعنی 8/54 درصد رسید. افزایش زمان تماس باعث افزایش راندمان جذب شد. در بررسی ایزوترم های جذب، داده های آزمایشی از مدل لانگمیر تبعیت کردند. ظرفیت جذب لانگمیر 016/42 میلی گرم بر گرم به دست آمد. هم چنین داده های به دست آمده در این تحقیق برای جاذب نشان داد که جذب کادمیم از مدل سینتیک شبه مرتبه دوم تبعیت می کند.

نتایج این مطالعه نشان داد که استفاده از نانو ذرات دی اکسید منگنز به عنوان یک روش مناسب با پتانسیل بالا در حذف کادمیم از محلول های آبی می باشد.