مهندسین مشاور طرح و تحقیقات آب و فاضلاب اصفهان مجله آب و فاضلاب 1024-5936 23 4 2012 12 01 Synthesis of Organic-Inorganic Hybrid Amine Based on Nanostructured Silicate Materials and Its Application for Removal of Heavy Metal Ions from Aqueous Solution ساخت هیبرید آلی- معدنی آمینی بر پایه ماده نانو ساختار سیلیسی SBA-15 و استفاده از‌ آن در حذف یون‌های فلزات سنگین از محلولهای آبی 13 21 2461 FA افسانه شهبازی استادیار پژوهشکده علوم محیطی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران 0000-0002-2239-9089 حبیب‌اله یونسی دانشیار گروه محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران 0000-0003-3664-9525 علیرضا بدیعی دانشیار دانشکده شیمی، پردیس علوم پایه، دانشگاه تهران Journal Article 2011 04 14 The heavy metals are nonbiodegradable that can accumulate in living tissues which cause cancers and neural problems in human. From an environmental health point of view, it is therefore necessary to remove them from aqueous solution and wastewater. In this research work, nanoporous silica SBA-15 was synthesized by hydrothermal method and then functionalized by three different concentrations of 3-aminopropyltriethoxysilane, namely 4 [(NH₂(4mM)-SBA-15], 6 [NH₂(6mM)-SBA-15] and 8 [NH₂(8mM)-SBA-15] mM, in order to be used as adsorbent for lead, copper and cadmium ions removal. The materials have been characterized by means of X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM), nitrogen adsorption-desorption, and FTIR spectroscopy. The results showed that the removal percentage was increased from 46.1 to 100 for lead, from 44.2 to 79.3 for copper and from 26.8 to 67.0 for cadmium with increasing concentration of amine groups from 4 to 8 mM. Thus, NH₂(8mM)-SBA-15 was selected as an adsorbent in subsequent experiments. The effects of adsorbent dose, contact time, pH and initial concentration of metal ions on adsorption efficiency in batch system were studied. The experimental data were analyzed using the Langmuir and Freundlich isotherm models. Maximal equilibrium uptake capacity of 15.9 mg/g for lead, 13.1 mg/g for copper and 11.2 mg/g for cadmium was obtained. Consequently, the nano-structural adsorbent prepared has appropriate adsorption efficiency therefore it can be considered for the removal of heavy metal ions in future study. فلزات سنگین از نظر زیستی قابل تجزیه نیستند و به‌دلیل تجمع در بافتهای زنده، سبب بروز اختلالات عصبی و سرطان می‌شوند. بنابراین حذف این عناصر از محیط‌های آبی و پسابها از الزامات محیط‌زیستی و بهداشتی محسوب می‌گردد. در این تحقیق ابتدا مزوپور سیلیسی نانو متخلخل SBA-15 با روش هیدروترمال ساخته شد و سپس با قرار دادن گروههای آمینی 3-آمینو پروپیل‌تری اتوکسی سیلان با غلظتهای 4 (NH₂(4mM)-SBA-15)، 6 (NH₂(6mM)-SBA-15) و 8 (NH₂(8mM)-SBA-15) میلی‌مول روی سطح آن، سطح مزوپور اصلاح و از آنها به‌عنوان جاذب فلزات سنگین سرب، مس و کادمیم استفاده گردید. ویژگی‌ جاذبهای ساخته شده از نظر ساختار کریستالی، مورفولوژی، مساحت سطح و سایر پارامترها با استفاده از آنالیزهای پراش پرتو ایکس، تصویر میکروسکوپ الکترونی و آنالیز سطح ویژه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد با افزایش غلظت آمین از 4 به 8 میلی‌مول، درصد جذب از 46/1 به 100 درصد برای سرب، از 44/2 به 79/3 درصد برای مس و از 26/8 به 67 درصد برای کادمیم رسید. بنابراین NH₂(8mM)-SBA-15 به‌عنوان جاذب مطلوب انتخاب گردید و اثرات زمان تماس، دز جاذب، pH و غلظت اولیه فلزات بر کارایی جذب در سیستم ناپیوسته مورد مطالعه قرار گرفت. همچنین نتایج حاصل از جذب تعادلی با استفاده از مدل‌های ایزوترمی لانگمیر و فروندلیچ بررسی گردید. بیشینه ظرفیت جذب تعادلی معادل 15/9 میلی‌گرم بر گرم برای سرب، 13/1 میلی‌گرم بر گرم برای مس و 11/2 میلی‌گرم بر گرم برای کادمیم به‌دست آمد. از آنجایی که جاذب ساخته شده از دسته مواد زیست‌سازگار بوده و از کارایی جذبی مناسبی برخوردار است لذا به‌منظور مطالعات آتی در حذف فلزات سنگین توصیه می‌گردد. https://www.wwjournal.ir/article_2461_cf05968255451bdefe3c5bc64d550517.pdf