یافتن عوامل موثر در حذف فلزات سنگین از آب

پژوهشگران پژوهشگاه مواد و انرژی، با استفاده از نانوبلورهای هیدروکسی آپاتیت، موفق به حذف فلز کادمیم از محلول‌های آبی شدند، همچنین اثر سه عامل موثر غلظت اولیه‌ی یون کادمیم، جرم ماده‌ی جاذب و pH محیط را روی فرایند حذف فلز سنگین از آب، بررسی کردند و به نتایج قابل توجهی دست یافتند.

پژوهشگران پژوهشگاه مواد و انرژی، با استفاده از نانوبلورهای هیدروکسی آپاتیت، موفق
به حذف فلز کادمیم از محلول‌های آبی شدند، همچنین اثر سه عامل موثر غلظت اولیه‌ی
یون کادمیم، جرم ماده‌ی جاذب و pH محیط را روی فرایند حذف فلز سنگین از آب، بررسی
کردند و به نتایج قابل توجهی دست یافتند.

دکتر ایمان مباشرپور، عضو هیئت علمی پژوهشکده‌ی سرامیک پژوهشگاه مواد و انرژی، در
گفتگو با بخش خبری سایت ستاد ویژه‌ی توسعه‌ی فناوری نانو گفت: «هدف از اجرای این
پژوهش، بررسی امکان استفاده از نانوبلورهای هیدروکسی آپاتیت به عنوان یک ماده‌ی
جاذب در حذف فلزات سنگین از محلول‌های آبی بود».

دکتر مباشرپور افزود: «توانستیم رفتار جذب را با تغییر عامل‌هایی نظیر تغییر اندازه‌ی
بلورهای هیدروکسی آپاتیت، دما و غلظت اولیه‌ی یون فلزی، جرم ماده‌ی جاذب، سرعت هم‌زدن
وpH محلول، مورد بررسی قرار دهیم. برای این بررسی، از مدل‌های ایزوترم جذب لانگمیر
و فرندلیش استفاده کردیم و ظرفیت جذب را با کمک مدل‌های کینتیکی اندازه‌گیری کردیم.
در ادامه، عامل‌های ترمودینامیکی مثل انرژی آزاد گیبس سیستم، آنتالپی و آنتروپی
فرآیند صورت گرفته را بررسی و اندازه‌گیری کردیم. در نهایت، انرژی فعال‌سازی سیستم
جذب را تعیین کرده و امکان استفاده از نانوبلورهای هیدروکسی آپاتیت را به عنوان یک
جاذب مناسب و صنعتی تحقیق کردیم».

به گفته‌ی محقق این پژوهش، نتایج حاکی از آن است که نانوهیدروکسی آپاتیت، توانایی
مناسبی در حذف یون کادمیم دو ظرفیتی دارد. همچنین با افزایش غلظت اولیه‌ی ماده جاذب
از ۲۰۰ به ۴۰۰ میلی‌گرم در لیتر، میزان ظرفیت جذب به ازای واحد جرم ماده‌ی جاذب از
۱۳۸ به ۱۴۲ میلی‌گرم بر گرم افزایش یافته و با دو برابر کردن جرم ماده‌ی جاذب،
ظرفیت جذب به ازای واحد جرم ماده‌ی جاذب از ۱۴۲ به ۱۱۲ میلی‌گرم بر گرم کاهش می‌یابد.
با افزایش pH، هم به دلیل پدید آمدن عامل‌های فعال منفی بر سطح نانوهیدروکسی آپاتیت،
میزان جذب، به‌طور چشمگیری افزایش پیدا می‌کند.

دکتر مباشرپور در پایان گفتگو اظهار داشت: «در صورت همکاری سازمان محیط زیست و
سازمان آب و فاضلاب، می‌توان این طرح را در مقیاس صنعتی انجام داد».

جزئیات این تحقیق -که بخشی از نتایج پایان‌نامه‌ی دکتری آقای ایمان مباشرپور است و
با راهنمایی دکتر اسماعیل صلاحی، استادیار پژوهشگاه مواد و انرژی و دکتر محمد
پازوکی، دانشیار پژوهشگاه مواد و انرژی انجام شده- در مجله‌ی Desalination (جلد
۲۶۶، صفحات ۱۴۸-۱۴۲، سال ۲۰۱۱) منتشر شده‌است.