محمدرضا سنگی

در این مطالعه از نانوکامپوزیت مغناطیسی Fe3O4@SiO2/LS به‌عنوان یک جاذب اقتصادی و مناسب برای حذف کاتیون‌های فلزات سمی سرب و کادمیم از محیط آبی استفاده شد. نانوکامپوزیت مغناطیسی در ابتدا با پوشش شیمیایی نانوذرات Fe3O4 با SiO2 برای افزایش مکان‌های واکنش‌پذیر (OH) با لیگنین سولفونات و اتصال لیگنین به لایه SiO2 تهیه شد. خواص لیپوهیدروفیل نانو کامپوزیت مغناطیسی منجر به فعالیت‌های چند فازی گسترده، پراکندگی مناسب، قابلیت جمع‌آوری بالا با میدان مغناطیسی و خواص فیزیکوشیمیایی مانند ظرفیت جذب بالا برای کاتیون فلزات سمی سرب و کادمیم می‌شود. خواص نانوکامپوزیت با استفاده از روش‌هایی مانند FESEM-EDX، FT-IR، VSM و XRD تعیین شد. برای بررسی اثرات پارامترهای موثر بر فرآیند جذب مانند pH، جرم جاذب، زمان تماس، غلظت اولیه کاتیون سرب و غلظت اولیه کاتیون کادمیوم، از روش سطح پاسخ (RSM) بر اساس طرح کامپوزیت مرکزی (CCD) استفاده شد. شرایط بهینه برای حذف کاتیون سرب تا 98 درصد و کاتیون کادمیوم تا 86 درصد در 6/5 pH، با 0318/0 گرم جاذب برای غلظت‌های اولیه کاتیون‌های سرب و کادمیوم (به ترتیب 21، 01/21 ppm) و زمان تماس 8 دقیقه به‌دست آمد. علاوه بر این، حداکثر ظرفیت جذب برای یون‌های فلزی سرب (II) و کادمیوم (II) (به ترتیب 962/0و 996/0) برازش متخصص با مدل ایزوترم لانگمویر را نشان می‌دهد. مدل سینتیکی مناسب برای هر دو یون سرب و کادمیوم از نوع شبه مرتبه دوم است. مطالعات ترمودینامیکی نشان داد که فرآیند جذب گرماگیر و خود به خودی است. نانوکامپوزیت مغناطیسی عملکرد بسیار خوبی در آزمایش‌های نمونه آب واقعی از خود نشان داد. نانوکامپوزیت مغناطیسی Fe3O4/SiO2/LS پس از 5 سیکل جذب-واجذب عملکرد بازیابی قابل توجهی نشان داد. نانوکامپوزیت مغناطیسی Fe3O4/SiO2/LS یک جاذب مفید، اقتصادی، سازگار با محیط زیست و قابل بازیافت است که می‌تواند به‌عنوان جاذبی مؤثر جهت حذف یون‌های سرب (II) و کادمیم (II) از محلول‌های آبی مورد استفاده قرار گیرد.