حذف کادمیم از محلولهای آبی با استفاده از رس پیلارد (PILC) سنتز شده توسط گل قرمز تعدیل شده (MRM) و بنتونیت سدیم‌دار

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد زمین شناسی زیست محیطی، دانشگاه فردوسی، مشهد

2 عضو هیئت علمی دانشکده زمین شناسی، دانشگاه فردوسی، مشهد

3 مدیر دفتر محیط زیست، ایمنی و بهداشت شرکت شهرکهای صنعتی خراسان رضوی، مشهد

چکیده

در این تحقیق برای پیلارینگ رس مورد نظر از عناصر Al ، Cu ، Ti و Fe استفاده گردید. این عاملهای پیلارینگ برای تعدیل مونتموریلونیت توسط بر هم کنش‌های تبادل کاتیونی مورد استفاده قرار گرفت. فاصله‌های بین صفحه‌ای هنگامی که مونتموریلونیت سدیم‌دار شد، توسط این عاملهای پیلارینگ تا حد قابل توجهی افزایش یافت. گل قرمز حاصل از تولید بوکسیت با استفاده از روشهای مختلف تیمار و تعدیل می‌تواند به یکی از جاذبهای قوی آلاینده‌ها تبدیل گردد. در این تحقیق از گل قرمز تعدیل شده به اضافه رس پیلارد شده برای حذف کادمیم از آب استفاده شد. کمپلکس قرمز تعدیل شده و رس پیلارد با استفاده از XRD ، SEM و XRF مشخص و جذب کادمیم در این کمپلکس به‌عنوان تابعی از pH ، زمان و دما توسط AAS مورد بررسی قرار گرفت. بیشترین میزان جذب در این مطالعه در pH برابر 6 و دمای 40 درجه سلسیوس بود که میزان جذب تا 69/96 درصد رسید. رابطه ایزوترم‌های لانگمیر و فروندلیچ به‌منظور تطابق ایزوترم‌های جذب، مورد بررسی قرار گرفت. این مطالعه به‌خوبی نشان داد که کمپلکس گل قرمز تعدیل شده و رس پیلارد یک جاذب مناسب به‌منظور حذف کادمیم از محلولهای آبی است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Cadmium Removal from Aqueous Solutions Using Pillared Clay with Modified Red Mud and Na-Bearing Bentonite

نویسندگان [English]

  • Hossein Karimi 1
  • Morteza Razmara 2
  • Nasrin Mohammadyari 3
چکیده [English]

A series of clay pillaring agents with Ti, Cu, Al and Fe elements were synthesized. These pillaring agents were used to modify montmorillonite clay by ion-exchange reactions. Clay d-spacings increased modestly when Na+-MMT clay was intercalated with these pillaring agents. The modified red mud (MRM) and pillared clay (PILC) complex can be used as a strong absorbent pollutant. In this study, MRM and PILC complex was used for the removal of cadmium from water. The complex was characterized using XRD, SEM and XRF microanalysis and adsorption of cadmium was studied as a function of pH, time, and temperature by AAS method. The maximum adsorption efficiency reached 96.69% when the pH was 6 at 40 ºC. Langmuir and Freundlich isotherms equation were used to fit the adsorption isotherms. It is evident from this study that MRM and PILC complex is a suitable material for the uptake of Cd (II) from aqueous solutions.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Modified Red Mud (MRM)
  • Pillared Clays (PILC)
  • Cadmium
  • Na-Bentonite
  • Scanning electron microscopy (SEM)
1- Razmara, M., and Ghafoori, M. (1997). Fundamentals of clay mineralogy, Published by Ferdowsi University of Mashhad, Kherad Vajeh Publications, Mashhad. (In Persian)
2- Merian, E. (1991). Metals and their compounds in the Environment, Occurrence Analysis and Biological Relevance UCH, Weintrein, New York.
3- Kawamura, S. )1991( Integrated design of water treatment facilities, 1st Ed., John Wiley and Sons, Inc., USA.
4- WHO. (2000). Fifty-third report of the Joint FAO/WHO expert committee on food additives, World Health Organization, Technical Report Series 896, Geneva, Switzerland.
5- Godt, J., Scheidig, F., Siestrup, C.G., Esche, V., Brandenburg, P., Reich, A., and Groneberg D.A. (2006). “The toxicity of cadmium and resulting hazards for human health.” J. of Occup. Med. Toxicol, 1(22), 1-6.
6- Bergaya, F., and Lagaly, G. (2006) Handbook of clay science, Developments in Clay Science, Vol. 1. Elsevier Ltd., USA.
7- Murray, H.H. (1999). “Applied clay mineralogy today and Tomorrow.” J. of Clay Minerals, 34, 39-49.
8- Erdal, E. (2009). “Removal of basic dye by modified Unye bentonite.” Turkey J. of Hazardous Materials, 162, 1355-1363.
9- Eric, J., Davies, D., and Jabeen, N. (2003). “The adsorption of herbicides and pesticides on clay minerals and soils. Part 2. Atrazine.” J. of Inclusion Phenomena and Macrocyclic Chemistry, 46, 57-64.
10- Li, J. (2010). “Removal of nitrate by zero-valent iron and pillared bentonite.” J. of Hazardous Materials, 174, 188-193.
11- Zhu, L., and R., Zhu. (2007). “Simultaneous sorption of organic compounds and phosphate to inorganic-organic bentonites from water.” J. of Separation and Purification Technology, 54, 71-76.
12- Putra, E.K., Pranowo, R., Sunarso, J., Indraswati, N., and Ismadji, S. (2009). “Performance of activated carbon and bentonite for adsorption of amoxicillin from wastewater: Mechanisms, isotherms and kinetics.” J. of Water Research, 43, 2419-2430.
13- Kubilay, Ş., Gürkan, R., Savran, A., and Şahan, T. (2007). “Removal of Cu (II), Zn (II) and Co (II) ions from aqueous solutions by adsorption onto natural bentonite.” J. of Adsorption, 13, 41-51.
14- Saxena, S., Prasad, M., and Amritphale, S.S. (2001). “Navin chandra adsorption of cyanide from aqueous solutions at pyrophyllite surface.” J. of Separation and Purification Technology, 24, 263-270.