بررسی کاهش کلسیم از آب‌های سخت به روش نورسنجی شعله‌ای با جاذب زئولیت 13X اصلاح شده

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار شیمی کاربردی، گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه قم، قم، ایران

2 کارشناسی ارشد شیمی تجزیه، گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه قم، قم، ایران

3 دانشیار شیمی تجزیه، گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه قم، قم، ایران

چکیده

 در این پژوهش برای نخستین بار، از زئولیت 13X به‌عنوان جاذب سازگار با محیط زیست برای حذف کاتیون کلسیم از محلول آبی به روش نورسنجی شعله‌ای استفاده شد. به منظور بهبود عملکرد جاذب، اصلاح کننده‌های متفاوت به‎کارگرفته شدند. بستر خام و اصلاح شده با روش‌های متفاوت از جمله طیف‌سنجی فروسرخ تبدیل فوریه (FTIR)، پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (FESEM)، طیف‌سنجی تفکیک انرژی (EDS)، جذب و واجذب نیتروژن با روش BET بررسی شد. نتایح نشان داد که، زئولیت 13X اصلاح شده با سود 1 مولار و اتیلن‎دی‎آمین‌تترااستیک اسید (EDTA) 0/2 مولار با درصد حذف  89/74 % عملکرد خوبی در جذب کلسیم دارد. همچنین، به منظور بررسی تأثیر هم‎زمان عامل‎های آزمایش شامل pH، زمان تماس، مقدار جاذب و غلظت اولیه کلسیم از طراحی آزمایش به روش رویه پاسخ طرح مرکب مرکزی استفاده شد. برپایه نتایج به‌دست آمده، غلظت کلسیم و مقدار جاذب بیشترین تأثیر را درجذب کلسیم دارند. همچنین، برای بررسی رفتار جذب کلسیم، دو مدل هم‌دمای لانگمویر و فروندلیچ بررسی شدند. برای فرایند جذب کلسیم با جاذب، نتایج با مدل هم‌دمای لانگمویر با R2 برابر با 0/9998، بیشترین همخوانی را داشت. همچنین، مطابق نتایج به‎دست آمده، جاذب اصلاح شده قابلیت بازیابی و استفاده برای چندین بار را بدون کاهش چشمگیر در فعالیت دارد. از این‎رو، با توجه به نتایج و کارایی بالای جاذب‎ها برای جذب کلسیم، استفاده از این روش برای جذب کلسیم از آب‌های سخت توصیه می‌شود.

کلیدواژه‌ها


[1] *
* معصومی، بخشعلی؛ محمدی، رباب؛ «اصول تصفیه آب»، انتشارات فروزش، ایران، صفحه 1-50، 1390.
[2] *
* چالکش امیری، محمد؛ «اصول تصفیه آب»، انتشارات ارکان، ایران، صفحه‌ 1-280، 1381.
[3] *
* رحیمی، حسین؛ نشریه پیک نور-علوم انسانی 2(1) ،23-33، 1382.
[4] *
* میرزایی، سید محمد جواد؛ قربانی، بهزاد؛ رمضانی اعتدالی، مجتبی؛ آقاخانی، عباس؛ پورواعظی، رضا؛ نشریه دانش آب و خاک، 25(3) ،133-143، 1394.
[5] *
* گلشاهی، اعظم؛ نقش تبادل‌گرهای یونی در کاهش سختی آب، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه سمنان، 1391.
[6] Agarwal, M.; Singh, K; J. Water Reuse Desal. 7(4), 387-419, 2017.
[7] *
 *نقاش صبحی، ابراهیم؛ حذف فلزات سنگین از فاضلاب‌های صنعتی توسط خاکستر، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تربیت مدرس تهران، 1377.
[8]*
* نقش، مهدی؛ سنتز و شناسایی زئولیت کانکرینایت و ژئوپلیمر بر پایه کائولن و کاربرد آن‌ها در تصفیه آب، پایان نامه دکتری مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی اصفهان، 1396.
[9] Nuhoglu, Y.; Malkoc, E.; Gürses, A.; Canpolat, N.; Bioresour. Technol. 85(3), 331-333, 2002.
[10] Momčilović, M.; Purenović, M.; Bojić, A.; Zarubica, A.; Ranđelović, M.; Desalination 276 (1-3), 53-59, 2011.
[11] Erdem, E.; Karapinar, N.; Donat, R.; J. Colloid Interface Sci. 280(2), 309-314, 2004.
[12] Loiola, A.R.; Andrade, J.C.R.A.; Sasaki, J.M.; Da Silva, L.R.D.; J. Colloid Interface Sci. 367(1), 34-39, 2012.
[13] Rao, G.P.C.; Satyaveni, S.; Ramesh, A.; Seshaiah, K.; Murthy, K.S.N; Choudary, N.V.; J. Environ. Manage. 81(3), 265-272, 2006.
[14] Ab Kadir, N.N.; Shahadat, M.; Ismail, S.; Appl. Clay Sci. 137, 168-175, 2017.
[15] Sepehr, M.N.; Zarrabi, M.; Kazemian, H.; Amrane, A.; Yaghmaian, K.; Ghaffari, H.R; Appl. Surf. Sci. 274, 295-305, 2013.
[16] Shahmirzadi, M.A.A.; Hosseini, S.S.; Tan, N.R.; Korean J. Chem. Eng. 33(12), 3529-3540, 2016.
[17] *
* مهراسبی، محمد رضا؛ فرهمندکیا، زهره؛ مجله سلامت و محیط، 1(1)، 57-66، 1387.
[18]*
* حسینی ابری، سید علی؛ کاوه، محمد اسماعیل؛ صالح پرهیزکار، محمد رضا؛ مجله علوم پایه دانشگاه آزاد اسلامی، 17(64) ،11-18، 1386.
[19] Shahmirzadi, M.A.A.; Hosseini, S.S.; Luo, J.; Ortiz, I.; J. Environ. Manag. 215, 324-344, 2018.
[20] Choi, J.; Dorji, P.; Shon, H.K.; Hong, S.; Desalination 1(449), 118-30, 2019.
[21] Bahrami, M.; Nezamzadeh-Ejhieh, A.; Mat. Sci. Semicon. Proc. 30, 275-284, 2015.
[22] Brazlauskas, M.; Kitrys, S.; J. Chin. Catal. 29, 25-30, 2008.
[23] Nezamzadeh-Ejhieh, A.; Khorsandi, S.; J. Ind. Eng. Chem. 20(3), 937-946, 2014.
[24] Chen, C.; Park, D.W.; Ahn, W.S.; Appl. Surf. Sci. 292, 63- 67, 2014.