بهینه سازی حذف نیترات از محلول های آبی با زئولیت سلسله مراتبی ZSM اصلاح شده با آمین با استفاده از روش سطح پاسخ

نوع مقاله: مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 پژوهشکده نیمه هادیها،پژوهشگاه مواد و انرژی،کرج،ایران

2 پژوهشگاه نیرو، گروه محیط زیست، تهران، ایران

چکیده

در این تحقیق، زئولیت سلسله مراتبی ZSM تهیه و به منظور استفاده در حذف یون نیترات توسط تترا اتیلن پنتا آمین اصلاح گردید. خواص ساختاری جاذب‌های سنتز شده با استفاده از پراش اشعه ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، اسپکتروسکوپی زیر قرمز تبدیل فوریه (FT-IR)، تجزیه و تجزیه و تحلیل جذب-واجذب N2 مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که زئولیت سلسله مراتبی اصلاح شده با گروه امینی تترا اتیلن پنتا آمین دارای ظرفیت جذب بالاتری نسبت زئولیت سلسله مراتبی اصلاح نشده در حذف یون نیترات دارد. ظرفیت جذب بالاتر زئولیت آمین‌دار شده به دلیل حضور گروههای آمینی تترا اتیلن پنتا آمین می باشد که منجر به افزایش سایت‌های فعال جاذب و برهکنش الکترواستاتیکی بین سطح جاذب و آنیون‌های نیترات می‌شود. تأثیر 4 پارامتر عملیاتی شامل غلظت، مقدار جاذب، pH و زمان تماس بر فرآیند حذف نیترات با استفاده از روش سطح پاسخ (RSM) و طرح مرکب مرکزی (CCD)، در 22 آزمایش و 5 سطح مورد بررسی و بهینه‌سازی قرار گرفت. مقادیر بهینه برای ماکزیمم ظرفیت حذف، غلظتِ 50 میلی‌گرم بر لیتر از نیترات، مقدار 005/0 گرم جاذب، زمان 25 دقیقه و 4= pH به دست آمد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Optimization of nitrate removal from aqueous solutions with ZSM hierarchical zeolite modified with amine using response surface method

نویسندگان [English]

  • Mojtaba Hosseinifard 1
  • Samira Salehi 2
1 Department of Semiconductors, Materials and Energy Research Center, Karaj, Iran
2 Research Institute of Energy, Department of Environment, Tehran, Iran
چکیده [English]

In this study, the ZSM hierarchical zeolite was prepared and modified by tetraethylenepentamine to be used to remove nitrate ions. The features of synthesized adsorbents were characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) and nitrogen adsorption–desorption isotherms. The results showed that the modified hierarchical zeolite with the amine group tetraethylenepentamine had a higher adsorption capacity than that of the unmodified hierarchical zeolite in the removal of nitrate ion. The higher adsorption capacity of the amine modified zeolite is due to the presence of amine groups of tetraethylenepentamine, which leads to an increase in the active sites of adsorbent and an electrostatic interaction between the adsorbent surface and nitrate anions. The effect of 4 parameters including concentration, adsorbent dose, pH and contact time on the nitrate removal using response surface methodology (RSM) and Central composite design (CCD) was investigated and optimized in 22 experiments and 5 levels. Optimal values for a maximum adsorption capacity were 50 milligrams per liter of nitrate, 0.005 g of adsorbent, 25 min and pH = 4.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Zeolite
  • tetraethylenepentamine
  • Nitrate
  • Adsorption
  • Response Surface Methodology

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 01 خرداد 1399
  • تاریخ دریافت: 13 اردیبهشت 1399
  • تاریخ بازنگری: 13 خرداد 1399
  • تاریخ پذیرش: 18 خرداد 1399