مطالعه سینیتیک، ایزوترم و ترمودینامیک جذب زیستی اورانیوم توسط میکروجلبک Chlorella vulgaris

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هییت علمی پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای

2 عضو هیئت علمی پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای

10.22034/ijche.2023.378125.1266

چکیده

سینیتیک و ترمودینامیک جذب زیستی اورانیوم توسط میکروجلبک کلرلا ولگاریس در یک سیستم ناپیوسته در دماها و غلظت‌های مختلف مطالعه شد. اثر پارامترهای موثر همانند pH، زمان تماس، غلظت اولیه آلاینده و دما بر میزان جذب مورد مطالعه قرار گرفت. با بررسی اثرpH مقدار بهینه آن 5/4 مشخص گردید و در دامنه دما و غلظت‌ مورد مطالعه بیشینه مقدار جذب در دمای c 15 و غلظت اولیه mg/L 500 رخ داد. مشاهده گردید که ظرفیت جذب میکروجلبک کلرلا ولگاریس برای اورانیوم با افزایش دما کاهش پیدا می‌کند. برای مطالعه سینیتیک فرآیند جذب از مدل سینیتیکی نوع اشباعی استفاده شد و ضرایب همبستگی نشان داد که این مدل برای جذب زیستی اورانیوم مناسب می‌باشد. با مدل‌سازی ایزوترم جذب اورانیوم توسط میکروجلبک با مدل‌های لانگمیر و فرندلیچ مشاهده گردید که داده‌های آزمایشگاهی با ایزوترم لانگمیر تطابق مناسبی دارد. هم‌چنین با استفاده از ثابت‌های تعادل در دماهای مختلف، پارامترهای ترمودینامیکی (S، H و G) تعیین شد که حاکی از گرمازایی و خود به خودی بودن فرآیند است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Kinetic, isotherm, and thermodynamic study of uranium biosorption by microalgae Chlorella vulgaris

نویسندگان [English]

  • Ali A. Gh. Khamseh 1
  • Mohammad Hassan Khani 2
1 Academic Staff Nuclear Science and Technology Research Institute
2 Nuclear Scuence and Technology Research Inistitute
چکیده [English]

Kinetics and thermodynamics of biosorption of uranium by microalgae Chlorella vulgaris were studied in a batch system at different temperatures and concentrations. The effect of parameters such as pH, contact time, initial pollutant concentration and temperature on the absorption was studied. By investigating the effect of pH, its optimal value was determined to be 4.5 in the studied temperature and concentration range. The maximum absorption value occurred at a temperature of 15°C and an initial concentration of 500 mg/L. It was observed that the absorption capacity of microalgae Chlorella vulgaris for uranium, decreases with increasing temperature. To study the kinetics of the adsorption process, the saturation type kinetic model was used and the correlation coefficients showed that this model is suitable for uranium biosorption. By modeling the equilibrium sorption of uranium absorption by microalgae with Langmuir and Freundlich models, it was observed that the experimental data is in good agreement with the Langmuir isotherm. Also, by using equilibrium constants at different temperatures, thermodynamic parameters (S, H and G) were determined, which indicates exothermal and spontaneity of the process

کلیدواژه‌ها [English]

  • Uranium
  • Biosorption kinetics
  • Biosorption thermodynamics
  • Microalgae Chlorella vulgaris
  • Equilibrium modeling