بررسی حذف یون سرب از محلول آبی با استفاده از نانوکامپوزیت هیدروکسید لایه دوگانه نشانده شده بر کربن فعال مغناطیسی به روش طراحی مرکب مرکزی

آلودگی خاک و محیط های آبی با فلزات سنگین، یک مشکل جدی و در حال گسترش است. برخی از آلاینده ها مانند فلزات سنگین از جمله سرب زوال ناپذیر هستند که بیشتر این فلزات خاصیت سمی بالایی دارند و یک موضوع مهم زیست محیطی محسوب می شود. بنابراین، پژوهش حاضر با هدف حذف سرب از محلول های آبی توسط نانوکامپوزیت هیدروکسید لایه دوگانه نشانده شده بر کربن فعال مغناطیسی انجام شد.

این مطالعه تجربی در مقیاس آزمایشگاهی انجام و نمونه های آلوده به سرب به صورت سنتتیک تهیه گردید. در این تحقیق، تاثیر pH (بین 4 تا 10)، غلظت جاذب (3-1/0 گرم در لیتر)، زمان تماس (120-10 دقیقه) و غلظت های اولیه سرب (20-5 میلی گرم در لیتر) در حذف یون سرب مورد بررسی قرار گرفت. عملکرد فرایند بر اساس پاسخ های درصد حذف یون های سرب ارزیابی گردید. تعیین تعداد آزمایش ها، آنالیز آماری داده ها و بهینه سازی حذف یون سرب با به کارگیری طرح مرکب مرکزی و روش سطح- پاسخ انجام شد.

تاثیر شاخص های بهره برداری بر راندمان حذف سرب طبق جدول ANOVA نشان داد که به غیر از غلظت سرب، بقیه شاخص ها معنی دار بود و به ترتیب شدت تاثیر و بالاترین مقدار F شامل غلظت هیدروکسید لایه دوگانه، زمان تماس و pH بود. درصد حذف یون سرب در شرایط بهینه با 73/6 = pH، زمان واکنش 71/67 دقیقه، غلظت جاذب نانوکامپوزیت هیدروکسید لایه دوگانه 10/2 گرم در لیتر، غلظت اولیه سرب 98/10 میلی گرم در لیتر، 11/96 درصد به دست آمد. در این شرایط، میزان مطلوبیت مدل 100 درصد بود. بیشترین میزان مطابقت سینتتیک جذب با مدل درجه دوم مشاهده شد و این مدل به عنوان بهترین نمونه جهت توصیف رفتار سینتتیکی جاذب هیدروکسید لایه دوگانه نشانده شده بر کربن فعال مغناطیسی در جذب یون سرب از محیط های آبی انتخاب گردید.

جاذب هیدروکسید لایه دوگانه نشانده شده بر کربن فعال مغناطیسی، جاذب مناسبی برای حذف یون سرب از محلول های آبی می باشد. همچنین، طرح مرکب مرکزی و روش سطح- پاسخ برای بهینه سازی متغیرهای موثر در فرایند حذف یون سرب به روش جذب سطحی مناسب می باشد.