Skip to main content
SUPERVISOR
Ali Ahmadi ameleh,Hooshang Asadiharooni,Ahmad Reza Mokhtari
علي احمدي عامله (استاد راهنما) هوشنگ اسدي هاروني (استاد مشاور) احمدرضا مختاري (استاد راهنما)
 
STUDENT
Shahriyar Heidarzadeh
شهريار حيدرزاده

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 افزايش فعاليت هاي صنعتي و معدني، پساب هاي حاصل از اين صنايع بيش از پيش حاوي عناصر فلزات سنگين مي باشند. فلزات سنگين پايداري زيادي در محيط هاي آبي داشته و قابل نفوذ به درون ارگانيسم هاي زنده مي باشند و اثرات بسيار مخربي بر سلامت انسان دارند. از اين رو حذف اين عناصر از پساب ها از اهميت زيادي برخوردار است. در اين پژوهش به منظور حذف فلزات سنگين از محيط هاي آبي از فرآيند جذب بوسيله ي نانوذرات مغناطيسي اکسيد آهن (مگهمايت) (?- Fe 2 O 3 ) که به روش جديدي سنتز شده بود استفاده گرديد. تاثير پارامترهاي pH ، دما، غلظت اوليه ي آلاينده و غلظت جاذب بر فرآيند جذب کاتيون هاي Pb(II) ، Zn(II) و Cd(II) بر نانوذرات مگهمايت با استفاده از طراحي آزمايش رويه پاسخ به روش باکس- بنکن مورد بررسي قرار گرفتند. سطوح پارامترهاي مورد بررسي براي pH برابر با 5/4، 6 و 5/7، براي دما برابر با c ? 25، c ? 35 و c ? 45، براي غلظت اوليه ي آلاينده برابر با 10، 30 و 50 mg/l و براي غلظت جاذب برابر با 1، 3 و 5 g/l تعيين شدند. نتايج حاصل نشان داد که عامل pH و غلظت اوليه آلاينده، مؤثرترين عوامل فرآيند جذب Cd(II) بوده و پارامترهاي pH و غلظت جاذب براي جذب Pb(II) و عوامل pH ، دما و غلظت اوليه آلاينده براي جذب Zn(II) فاکتورهاي موثر شناخته شدند. همچنين اثرات متقابل پارامترها در جذب هرکدام از کاتيونها نيز مشخص شدند.شرايط بهينه ي جذب بر اساس ميزان مطلوبيت در 5/7 = pH ، دماي c ? 45، غلظت اوليه ي برابر با mg/l 50 و غلظت جاذب برابر با g/l 74/4 اتفاق افتاد که در آن درصد جذب کاتيونهاي Pb(II) ، Zn(II) و Cd(II) به ترتيب برابر با 100، 53/42 و 55/16 بدست آمد. بررسي ايزوترمي جذب کاتيون هاي مذکور نيز به منظور شناخت رفتار رقابتي آنها در سيستم تک جزئي و سه جزئي انجام گرفت. در سيستم تک جزئي نتايج نشان داد که جذب کاتيون هاي Zn(II) و Cd(II) از مدل ايزوترمي فروندليچ و جذب Pb(II) از مدل ايزوترمي لانگموير پيروي مي کنند. ظرفيت جذب ماکزيمم براي کاتيون هاي مذکور به ترتيب برابر با 66/19، 43/12 و 27/22 ميلي گرم فلز بر گرم جاذب بدست آمد. در بررسي ايزوترمي سيستم سه جزئي، مشخص شد که کاتيون ها براي جذب بر سطح نانوذرات مگهمايت، رفتار رقابتي دارند. در سيستم سه جزئي جذب کاتيونهاي Zn(II) و Pb(II) از مدل ايزوترمي لانگموير و جذب Cd(II) از مدل فروندليچ تبعيت مي کنند.در بررسي سينتيکي جذب کاتيون هاي Pb(II) ، Zn(II) و Cd(II) در سيستم سه جزئي مشخص شد که جذب هر سه کاتيون از مدل سينتيکي کاذب مرتبه دوم تبعيت مي کنند.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی