پیوندهای مفید
آمار
| تعداد نشریات | 7 |
| تعداد شماره‌ها | 399 |
| تعداد مقالات | 5,389 |
| تعداد مشاهده مقاله | 5,288,021 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 4,882,768 |
سیلیکا مونولیت با ساختار مزوحفره: سنتز، شناسایی و کاربرد آن برای حذف کادمیم از فاضلاب | ||
| نشریه مهندسی عمران امیرکبیر | ||
| مقاله 5، دوره 53، شماره 4، تیر 1400، صفحه 1323-1338 اصل مقاله (1.1 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/ceej.2019.16869.6380 | ||
| نویسندگان | ||
| حکیمه شریفی فرد* 1؛ راضیه حیاتی2؛ سولماز حیاتی1 | ||
| 1گروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه یاسوج، یاسوج، ایران | ||
| 2گروه مهندسی مواد، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه یاسوج، یاسوج، ایران | ||
| چکیده | ||
| یکی از مهم‌ترین مسائل دنیای امروز، آلودگی آب در اثر فلزات سمی و خطرناک می باشد. از جمله فلزات سمی که از طریق صنایع مختلف وارد آب‌های سطحی و زیرزمینی می شود، کادمیم است. در این مقاله، سیلیکا مونولیت بر پایه پلی اتیلن اکساید، با ساختار تخلخلی یکنواخت سنتز شد و برای حذف یون‌های کادمیم از محیط آبی استفاده شد. خواص شیمیایی و فیزیکی سیلیکا مونولیت با تکنیک‌های SEM، BET و FTIR شناسایی شد. نتایج آنالیزهای BETو SEM نشان داد که مونولیت دارای ساختار مزو حفره می باشد و مساحت سطح ویژه 543 مترمربع بر گرم است. سیلیکا مونولیت سنتز شده به عنوان جاذب برای حذف کادمیم در یک فرآیند جذب سطحی ناپیوسته استفاده شد و اثر پارامترهای عملیاتی از جمله pH، غلظت اولیه فلز، میزان جاذب، و زمان تماس بررسی شد. از روش طراحی آزمایش مرکب مرکزی به منظور بهینه سازی اثر پارامترهای عملیاتی استفاده شد. نتایج طراحی آزمایش نشان از اهمیت پارامتر pH و مقدار جاذب داشتند. تحلیل داده های تعادلی نشان داد که حداکثر ظرفیت جذب مونولیت سنتز شده برابر با 153 میلی‌گرم کادمیم بر گرم مونولیت میباشد. داده های سینتیکی با مدل های مختلف آنالیز شدند و نتایج حاصل نشان از اهمیت جذب شیمیایی دارند. نتایج احیاء جاذب و استفاده مجدد از آن به عنوان جاذب نشان داد که مونولیت سنتزشده توانایی بالای برای جذب یون های فلزی سنگین از یک محلول آبی دارد و می تواند به عنوان یک گزینه مناسب برای تصفیه آب در ابعاد صنعتی باشد. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| سیلیکامونولیت؛ مزوحفره؛ کادمیم؛ جذب سطحی؛ بهینه‌سازی | ||
| موضوعات | ||
| آلودگی آب ، فاضلاب؛ مهندسی محیط زیست | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Silica monolith with mesopore structure: synthesize, characterization and application for cadmium removal from wastewater | ||
| نویسندگان [English] | ||
| hakimeh sharififard1؛ raziyeh hayati2؛ solmaz hayati1 | ||
| 1Chemical Engineering department, Yasouj University, Yasouj, Iran | ||
| 2Material Engineering Department, Yasouj University, Yasouj, I.R. Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| One of the most important issues in today's world is the pollution of water with toxic and dangerous metals. Cadmium is one of the toxic metals that enter the surface and groundwater through various industrial wastewaters. In this paper, polyethylene oxide-based silica monolith was synthesized with a uniform porous structure and was used to remove cadmium ions from the aqueous medium. The chemical and physical properties of silica monolith were characterized by SEM, BET, and FTIR techniques. The results of BET and SEM analysis showed that the monolith has a mesopore structure with a specific surface area of 543 m2g-1. The synthesized silica monolith was used as an adsorbent for cadmium removal in a batch adsorption process and the effects of operating parameters including pH, adsorbent concentration, cadmium initial concentration, and contact time were investigated. The Central Composite Design method was used to optimize the effects of operating parameters. The results of the experimental design showed the importance of pH and adsorbent concentration parameters. The analysis of equilibrium data indicated that the maximum adsorption capacity of the monolith for cadmium is 153 mg g-1. The kinetic data were analyzed with various models and results indicated the importance of chemical adsorption. The results of regeneration and reuse of monolith as an adsorbent showed that the synthesized monolith has a high ability to adsorb heavy metal ions from an aqueous solution and can be an option for water treatment at industrial scale. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Silica Monolith, Mesopores, Cadmium, Adsorption, Optimization | ||
|
سایر فایل های مرتبط با مقاله
|
||
| مراجع | ||
|
[1] Hogan, M.C., "Heavy metal: encyclopedia of earth", National Council for Science and the Environment, Washington, 2010. [2] Adriano D.C., "Trace elements in the terrestrial environment", Springer-Verlag, New York 1986. [3] Appenroth K.J., "Definition of Heavy Metals and Their Role in Biological Systems", Soil Heavy Metals, Vol. 19, pp. 19-29, 2010. [4] Zaini M.A.A., Okayama R., Machida M., "Adsorption of Aqueous Metal Ions on Cattle- manure- compost Based Activated Carbons", Journal of Hazardous Materials, Vol. 170, pp. 1119–1124, 2009. [5] World Health Organization, "Guidelines for drinking water quality: recommendations", World Health Organization, Geneva, 2008. [6] Hashemi Z., Sharififard H., Lashanizadegan A., "Grape stalks biomass as raw material for activated carbon production: synthesis, characterization and adsorption ability", Materials Research Express., Vol. 5, pp. 055603, 2018. [7] D'Amore A., "Special topics on materials science and technology –The Italian panorama", CRC Press, Leiden, 2009. [8] Dasgupta S., Nanoti A., Gupta P., Jena D., Goswami A.N., Garg M.O., "Carbon Di-Oxide Removal with Mesoporous Adsorbents in a Single Column Pressure Swing Adsorber", Separation Science and Technology, Vol. 44(16), pp. 3973-3983, 2009. [9] Yan X., Zhang L., Zhang Y., Yang G., Yan Z., "Amine-Modified SBA-15: Effect of Pore Structure on the Performance for CO2 Capture", Industrial & Engineering Chemistry Research, Vol. 50(6), pp. 3220-3226, 2011. [10] Olea A., Sanz-Perez E.S., Arencibi, R., Sanz R., Calleja G., "Amino-functionalized pore-expended SBA-15 for CO2 adsorption", Adsorption, Vol. 19, pp. 589-600, 2013. [11] Gargiulo N., Peluso A., Aprea P., Pepe F., Caputo D., "CO2 Adsorption on Polyethylene mine Functionalized SBA-15 Mesoporous Silica: Isotherms and Modeling", The Journal of Chemical & Engineering Data, Vol. 59(3), pp. 896-902, 2014. [12] Sachse A., Galarneau A., Fajula F., Di Renzo F., Creux F., Coq B., "Functional silica monoliths with hierarchical uniform porosity as continuous flow catalytic reactors", Microporous and Mesoporous Materials, Vol. 140, pp. 58-68, 2011. [13] Sharififard H., Pepe F., Soleimani M., Aprea P., Caputo D., "Iron- activated Carbon Nanocomposite: Synthesis, Characterization and Application for Lead Removal from Aqueous Solution", RSC Advances, Vol. 6, pp. 42845-42853, 2016. [14] Montgomery D.C., "Design and analysis of experiments", John Wiley & Sons, New York 2017. [15] Roso M., Lorenzetti A., Besco S., Monti M., Berti G., Modesti M.," Application of Empirical Modeling in Multi-layers Membrane Manufacturing", Computers & Chemical Engineering Vol. 35, pp. 2248-2256, 2011. [16] Myers R.H., Montgomery D.C., "Response surface methodology: process and product optimization using designed experiments", John Wiley & Sons, New York, 2002. [17] Mehrabi N., Soleimani M., Madadi Yeganeh M., Sharififard H., "Parameter Optimization for Nitrate Removal from Water Using Activated Carbon and Composite of Activated Carbon and Fe2O3 Nanoparticles", RSC Advances, Vol. 5, pp. 51470-51482, 2015. [18] Lowell S., Shields J.E., Thomas M.A., Thommes M., "Characterization of porous solids and powders: surface area, pore size and density", Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, 2004. [19] Jain M., Garg V.K., Kadirvelu K., "Investigation of Cr (VI) Adsorption on to Chemically Treated Helianthus Annuus: Optimization Using Response Surface Methodology", Bioresource Technology, Vol. 102. pp. 600-605, 2011. [20] Fischer R.A., "Statistical methods for research workers", Oliver &Boyd, London, 1925. [21] Aghababaei A., Ncibi M.C., Sillanpaa M., "Optimization Removal of Oxytetracycline and Cadmium from Contaminated Waters Using Chemically Activated and Pyrolyzed Biochars from Forest and Wood- processing Residues", Bioresource Technology, Vol. 239, pp. 28-36, 2017. [22] Fosso-Kankeu E., Mittal H., Waanders F., Sinha Ray S., "Thermodynamic Properties and Adsorption Behaviour of Hydrogel Nanocomposites for Cadmium Removal from Mine Effluents", Industrial & Engineering Chemistry Research, Vol. 48, pp. 151-161, 2017. [23] Bhunia P., Chatterjee S., Rudra P., De S., "Chelating Polyacrylonitrile Beads for Removal of Lead and Cadmium from Wastewater", Separation and Purification Technology, Vol. 193, pp. 202-213, 2018. [24] Bhanjana G., Dilbaghi N., Singhal N.K., Kim K.H., Kumar S., "Copper Oxide Nanoblades as Novel Adsorbent Material for Cadmium Removal", Ceramic International, Vol. 43(8), pp. 6075-6081, 2017. [25] Roushani M., Saedi Z., Baghelani Y.M., "Removal of cadmium ions from aqueous solutions using TMU-16-NH2 metal organic framework", Environmental Nanotechnology, Monitoring and Management, Vol. 7, pp. 89-96, 2017. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 619 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 966 |
||
