Skip to main content
SUPERVISOR
Ali Ahmadi ameleh,Hooshang Asadiharooni,Ahmad Reza Mokhtari
علی احمدی عامله (استاد راهنما) هوشنگ اسدی هارونی (استاد مشاور) احمدرضا مختاری (استاد راهنما)
 
STUDENT
Shahriyar Heidarzadeh
شهریار حیدرزاده

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده معدن
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1389

TITLE

Evaluation of removal potential of heavy metals from mining wastewaters by maghemite nanoparticles
Maghemite (?- Fe 2 O 3 ) nanoparticles which synthesized by a novel method were purchased and the properties of this magnetic nanoadsorbent were characterized by X-ray powder diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive analysis system of X-ray (EDAX) . The synthesized nanoparticles were used for treating the wastewater contaminated with the metal ions, such as Pb(II) , Zn(II) and Cd(II). A Response Surface Method (RSM) based on the Box–Behnken Design (BBD) was used to evaluate the effects of pH, temperature, initial metal concentrations and adsorbent dosage. The effects of pH and initial metal concentration showed signi?cant effects on ef?ciency, in terms of percent cadmium removal. The effects of pH and adsorbent dosage were significant effects on lead removal and the significant factors on zinc removal were pH, temperature and initial metal concentration. Signi?cant interactions between factors occurred on removal of lead and zinc with positive or negative effects either. The competitive adsorption of Pb(II), Zn(II) and Cd(II) onto Maghemite nanoparticles was systematically investigated in single and ternary systems. In single system, equilibrium studies showed that the adsorption of Zn(II) and Cd(II) followed the Freundlich model while the adsorption data of Pb(II) well fitted with Langmuir model. The maximum adsorption capacities were found to be 19.66, 12.43 and 22.27 mg/g respectively. In ternary system , the combined action of the metals was found to be antagonistic and the metal sorption followed the order of Pb(II) Cd(II) Zn(II) : the Langmuir isotherm fitted the data of Zn(II) and Pb(II) well but the isotherm data of Cd(II) correlated well with the Freundlich model. Kinetic data in ternary system are well fitted by pseudo second order model for all three kinds of heavy metal cations with correlation coefficients higher than 0.99 . The results obtained indicate that the adsorption capacity of Maghemite nanoparticles was strongly influenced by the adsorption conditions and would be optimized by controlling the significant factors for each heavy metal cations.
امروزه با افزایش فعالیت های صنعتی و معدنی، پساب های حاصل از این صنایع بیش از پیش حاوی عناصر فلزات سنگین می باشند. فلزات سنگین پایداری زیادی در محیط های آبی داشته و قابل نفوذ به درون ارگانیسم های زنده می باشند و اثرات بسیار مخربی بر سلامت انسان دارند. از این رو حذف این عناصر از پساب ها از اهمیت زیادی برخوردار است. در این پژوهش به منظور حذف فلزات سنگین از محیط های آبی از فرآیند جذب بوسیله ی نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن (مگهمایت) (?- Fe 2 O 3 ) که به روش جدیدی سنتز شده بود استفاده گردید. تاثیر پارامترهای pH ، دما، غلظت اولیه ی آلاینده و غلظت جاذب بر فرآیند جذب کاتیون های Pb(II) ، Zn(II) و Cd(II) بر نانوذرات مگهمایت با استفاده از طراحی آزمایش رویه پاسخ به روش باکس- بنکن مورد بررسی قرار گرفتند. سطوح پارامترهای مورد بررسی برای pH برابر با 5/4، 6 و 5/7، برای دما برابر با c ? 25، c ? 35 و c ? 45، برای غلظت اولیه ی آلاینده برابر با 10، 30 و 50 mg/l و برای غلظت جاذب برابر با 1، 3 و 5 g/l تعیین شدند. نتایج حاصل نشان داد که عامل pH و غلظت اولیه آلاینده، مؤثرترین عوامل فرآیند جذب Cd(II) بوده و پارامترهای pH و غلظت جاذب برای جذب Pb(II) و عوامل pH ، دما و غلظت اولیه آلاینده برای جذب Zn(II) فاکتورهای موثر شناخته شدند. همچنین اثرات متقابل پارامترها در جذب هرکدام از کاتیونها نیز مشخص شدند.شرایط بهینه ی جذب بر اساس میزان مطلوبیت در 5/7 = pH ، دمای c ? 45، غلظت اولیه ی برابر با mg/l 50 و غلظت جاذب برابر با g/l 74/4 اتفاق افتاد که در آن درصد جذب کاتیونهای Pb(II) ، Zn(II) و Cd(II) به ترتیب برابر با 100، 53/42 و 55/16 بدست آمد. بررسی ایزوترمی جذب کاتیون های مذکور نیز به منظور شناخت رفتار رقابتی آنها در سیستم تک جزئی و سه جزئی انجام گرفت. در سیستم تک جزئی نتایج نشان داد که جذب کاتیون های Zn(II) و Cd(II) از مدل ایزوترمی فروندلیچ و جذب Pb(II) از مدل ایزوترمی لانگمویر پیروی می کنند. ظرفیت جذب ماکزیمم برای کاتیون های مذکور به ترتیب برابر با 66/19، 43/12 و 27/22 میلی گرم فلز بر گرم جاذب بدست آمد. در بررسی ایزوترمی سیستم سه جزئی، مشخص شد که کاتیون ها برای جذب بر سطح نانوذرات مگهمایت، رفتار رقابتی دارند. در سیستم سه جزئی جذب کاتیونهای Zn(II) و Pb(II) از مدل ایزوترمی لانگمویر و جذب Cd(II) از مدل فروندلیچ تبعیت می کنند.در بررسی سینتیکی جذب کاتیون های Pb(II) ، Zn(II) و Cd(II) در سیستم سه جزئی مشخص شد که جذب هر سه کاتیون از مدل سینتیکی کاذب مرتبه دوم تبعیت می کنند.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی