استفاده از نانوهیدروکسی آپاتیت گرانوله جهت جذب کادمیم از محلول‌های آبی در راکتور بستر ثابت

مباشرپور, ایمان; صلاحی, اسماعیل

doi:10.30501/jamt.2637.70331

استفاده از نانوهیدروکسی آپاتیت گرانوله جهت جذب کادمیم از محلول‌های آبی در راکتور بستر ثابت

نوع مقاله : مقاله یادداشت پژوهشی

نویسندگان

ایمان مباشرپور

اسماعیل صلاحی

پژوهشگاه مواد و انرژی، پژوهشکده سرامیک، کرج، البرز، ایران.

10.30501/jamt.2637.70331

چکیده

در این پژوهش امکان ارزیابی حذف یون +2Cd، از محلول‌های آبی به‌وسیله گرانول‌های نانوهیدروکسی آپاتیت در سیستم راکتور بستر ثابت بررسی شد. همچنین تاثیر عامل‌های فرآیند جذب مانند غلظت اولیه یون کادمیم، ارتفاع ستون جذب و سرعت جریان در راکتور بستر ثابت مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که در راکتور بستر ثابت، افزایش سرعت جریان خطی شدیدتر از حجم تحت عملیات قرار گرفته، تا نقطه شکافت می‌کاهد و در نتیجه باعث کاهش عملکرد بستر می‌شود. همچنین با افزایش عمق بستر، جذب افزایش می‌یابد که این امر به دلیل افزایش میزان جاذب در بسترهای بزرگتر بوده که باعث ایجاد مکان‌های جذب بیشتری می‌شود. نتایج نشان می‌دهد که افزایش غلظت اولیه فلز سرعت جذب در بستر را افزایش می‌دهد و ظرفیت جذب بستر را بالا می‌برد. نتایج حاصل نشان می‌دهد که مدل‌های توماس و یون- نیلسون از تطابق مناسبی با داده‌های تجربی برخوردار است. ظرفیت جذب به دست آمده برای غلظت‌های اولیه 300، 400 و 500 میلی‌گرم در لیتر از یون کادمیم دو ظرفیتی به ترتیب برابر با 95/2425، 14/2679 و 51/4265 میلی‌گرم به ازای یک گرم جاذب است. همچنین با توجه به مدل یون- نیلسون زمان مورد نیاز برای شکافت به دست آمده برای غلظت‌های اولیه 300، 400 و 500 میلی‌گرم در لیتر از یون کادمیم دو ظرفیتی به ترتیب برابر با 33/18، 18/15 و 33/19 دقیقه است.

کلیدواژه‌ها

نانو هیدروکسی آپاتیت

جذب

کادمیم

راکتور بستر ثابت

عنوان مقاله English

Using of Granulated Nano-Hydroxyapatite to Absorb Cadmium from Aqueous Ssolutions in a fixed Bed Reactor

نویسندگان English

Iman mobasherpour

Esmail Salahi

Materials & Energy Research Center, Department of Ceramic, Karaj, Iran.

چکیده English

The objective of this study is to assess the uptake of Cd2+, from aqueous solution by nano hydroxyapatite granular in fixed bed reactor system was investigated. The study also investigates the effects of parameters such as initial concentration ion, bed depth, and flow rate. The breakthrough time and exhaustion time decreased with increasing initial Cd2+ concentration, decreasing bed depth and increasing flow rate. The Thomas model and Yoon-Nelson model were applied to the experimental results for measurement adsorption capacity. Thomas and Yoon-Nelson model predictions were in good agreement with the experimental data. Adsorption capacity and time required for 50% adsorbate breakthrough obtained for initial concentrations of 300, 400 and 500 mg/L of divalent cadmium ions are 2425.95, 2679.14, 4265.51 mg/g of adsorbent, and 18.33, 15.18 and 19.33 min, respectively.

کلیدواژه‌ها English

Nano hydroxyapatite

Absorption

Cadmium

Fixed bed reactor

1. Dwivedi, C. P., Sahu, J. N., Mohanty, C. R., Raj Mohan, B., and Meikap, B. C., 'Column Performance of Granular Activated Carbon Packed Bed for Pb(П) Removal', Journal of Hazardous Materials, 2008, 156, 596-603.
2.
Baird, C. “Environmental Chemistry” W.H.Freeman and Company, McGraw Hill, New York, (1995).
Smiciklas, I., Dimovic, S. Plecas , I. Mitric, M. " Removal of Co²⁺ from aqueous solutions by hydroxyapatite", Water Research, 2006, 40, 2267 – 2274.
Gomez del Rıo, J.A., Morandoa, P.J., Cicerone, D.S., " Natural materials for treatment of industrial effluents: comparative study of the retention of Cd, Zn and Co by calcite and hydroxyapatite. Part I: batch experiments", Environ Manage, 2004, 71,169–177.
Chaturvedi, P. K., Shekhar Seth, C., Misra, V.," Sorption kinetics and leachability of heavy metal from the contaminated soil amended with immobilizing agent (humus soil and hydroxyapatite)", Chemosphere, 2006, 64, 1109–1114.
Baillez, S., Nzihou, A. Bernache-Assolant, D., Champion, E., Sharrock, P., " Removal of aqueous lead ions by hydroxyapatites: Equilibria and kinetic processes", Hazard Mater, 2007, A139, 443–446.
Chen, N., Zhang, Z., Feng, C., Li, M., Chen, R., Sugiura, N., Investigations on the batch and fixed-bed column performance of fluoride adsorption by Kanuma mud, Desalination, 2011, 268, p.76-82.
Aksu, Z., Çağatay, S.S., and Gönen, F., 'Continuous Fixed Bed Biosorption of Reactive Dyes by Dried Rhizopus Arrhizus: Determination of Column Capacity', Journal of Hazardous Materials, 2007, 143, 362-71.
Chen, S., Yue, Q., Gao, B., Li, Q., Xu, X., and Fu, K., 'Adsorption of Hexavalent Chromium from Aqueous Solution by Modified Corn Stalk: A Fixed-Bed Column Study', Bioresource Technology, 2012, 113, p.114-20.