مطالعات هم دما و سینتیك جذب نانوذرات نقره توسط رس بنتونیت
تاریخ دفاع
مقطع تحصیلی
كارشناسی ارشد
گروه آموزشی
علوم و مهندسی خاك
استاد
مهران شیروانی جوزدانی
نانوذرات نقره از جمله پرکاربردترین نانوذرات در جهان هستند. از نانوذرات نقره در زمینههای مختلف علمی و فناوری ازجمله علوم پزشکی و داروسازی، صنایع شیمیایی، تولید لوازم آرایشی و بهداشتی، الکترونیک، تولید انرژی، محیطزیست، صنایع غذایی، اپتیک و مکانیک استفاده میشود. استفاده روز افزون از نانوذرات نقره باعث میشود که غلظت آنها در خاکها و منابع آبی افزایش یابد. برخی مطالعات گذشته به رفتار نانوذرات نقره در خاک پرداخته¬اند اما تحقیقات بسیار کمی در مورد برهمکنش نانوذرات نقره با رسها انجام گرفته است. مطالعه جذب نانوذرات نقره توسط رسها هم از نقطه نظر پتانسیل کاربرد این رسها در حذف این نانوذرات از آبهای آلوده و هم از نظر درک بهتر سرنوشت نانوذارت در محیط خاک و رسوبات حائز اهمیت است. بنابراین مطالعه جنبه¬های مختلف تعادلی و سینتیکی جذب نانوذرات نقره توسط رسها ضروی به نظر میرسد. هدف از این پژوهش، مطالعه سینتیک و همدماهای جذب نانوذرات نقره و همچنین اثر قدرت یونی محلول و دما بر جذب این نانوذرات توسط رس بنتونیت بود. دراین تحقیق از نانوذرات نقره با پوشش PVP استفاده شد. برای تعیین میزان یون نقره آزاد شده از نانوذرات نقره در خلال آزمایش از تیتراسیون رسوبی به روش موهر استفاده شد. مطالعه سینتیک جذب نانوذرات نقره در غلظت ثابت 140 میلیگرم بر لیتر نانوذرات نقره و در هشت زمان مختلف (5/0، 1، 2، 4، 8، 16، 20 و 24 ساعت) و در سه تکرار انجام شد. همچنین مطالعه همدماهای جذب نانوذرات نقره در هشت غلظت مختلف (10، 20، 50، 75، 100، 125، 150 و 200 میلیگرم بر لیتر) و در سه تکرار صورت گرفت. مطالعه اثر قدرت یونی بر جذب نانوذرات نقره توسط رس بنتونیت در سه قدرت یونی 03/0، 15/0 و 1/0 و در دو غلظت ثابت 75 و 150 میلیگرم بر لیتر نانوذرات نقره و در سه تکرار انجام شد. در نهایت مطالعه اثر دما بر جذب نانوذرات نقره توسط رس بنتونیت در دو غلظت ثابت 75 و 150 میلیگرم بر لیتر نانوذرات نقره و در سه دمای مختلف 15، 25 و 35 درجه سلسیوس و در سه تکرار انجام شد. نتایج آزمون انحلال نانوذرات نقره نشان داد که حدود 1 درصد از نانوذرات نقره به صورت یون نقره آزاد میشوند. نتایج مطالعات سینیتک جذب نانوذرات نقره نشان داد که مدلهای سینتیکی تابع توانی، شبه رده دوم و شبه رده اول به ترتیب با R2 برابر با 986/0، 982/0 و 965/0 به خوبی قادر به توصیف سینتیک جذب نانوذرات نقره توسط رس بنتونیت میباشند. بر اساس آزمایش سینتیک، زمان تعادل جذب نانوذرات نقره توسط رس بنتونیت حدود 6 ساعت تعیین گردید. همچنین نتایج مطالعات همدماهای جذب نانوذرات نقره نشان داد که مدلهای همدمای توث، لانگمویر، فروندلیچ و لانگمویر-فروندلیچ به ترتیب با R2 برابر با 957/0، 956/0، 829/0 و 829/0 به خوبی قادر به توصیف رفتار جذب نانوذرات نقره توسط رس بنتونیت میباشند. ظرفیت بنتونیت برای جذب نانوذرات نقره بر اساس مدلهای همدمای توث، لانگمویرو لانگمویر-فروندلیچ به ترتیب 24/22، 71/20 و 93/18 میلیگرم بر کیلوگرم حاصل شد. میزان حذف نانوذرات نقره از آب تا غلظت اولیه 50 میلی¬گرم در لیتر این نانوذرات تقریبا 100 درصد بود. نتایج اثر قدرت یونی محلول و دما بر جذب نانوذرات نقره توسط رس بنتونیت نشان داد که در قدرت یونی 03/0 و دمای 25 درجه سلسیوس محلول و در مدت زمان 6 ساعت حداکثر جذب نانوذارت نقره توسط رس بنتونیت حاصل می شود. در نهایت از نقشه برداری طیف سنج پراکندگی اشعه ایکس (EDX) برای تعیین توزیع نانوذرات نقره روی سطح ذرات رس استفاده و حضور نانوذرات در سطح رس مشخص گردید. بطور کلی نتایج این مطالعه نشان داد رس بنتونیت می¬تواند به عنوان یک جاذب موثر در حذف نانوذرات نقره از آب مورد استفاده قرار گیرد.
کلمات کلیدی: نانومواد، کانیهای رسی، سینتیک جذب، همدمای جذب، قدرت یونی، تصفیه آب.

