تولید زیست جاذب برپایه پوست گردو و ضایعات پلی استایرن برای جذب ید از محلول آبی

مقالات آماده انتشار

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیات علمی

2 2- دانشجوی کارشناسی مهندسی شیمی، دانشگاه فردوسی مشهد

10.22034/ijche.2024.430901.1378

چکیده

آلودگی آب از بزرگ‌ترین معضلاتی است که با رشد صنایع مختلف، زندگی انسان و محیط‌زیست را تحت‌تأثیر قرار داده است. بنابراین، حذف آلاینده‌هایی مانند ید از آب‌های آلوده ضروری است. هدف از این مطالعه، جذب ید از محلول آبی با استفاده از جاذب‌های تولیدشده بر پایه پوست گردو (WS) و ضایعات پلی‌استایرن (PS) است. در این مطالعه، استفاده هم‌زمان از WS و PS منجر به تولید زیست‌جاذب‌های WS، زغال زیستی پوست گردو (WAC)، و WAC پیرولیزشده با PS (WACPS) شد. ظرفیت جذب، درصد جذب، و تأثیر غلظت‌ اولیه محلول آبی ید بررسی شد. باتوجه ‌به نتایج، WAC و WACPS به‌ترتیب با میزان جذب 80 و 65% و ظرفیت جذب 508 و mg/g 413 در غلظت اولیه mg/L12700 از محلول آبی ید، عملکرد بهتری در مقایسه با WS از خود نشان دادند. قابلیت استفاده مجدد WAC با کاهش عملکرد حدودا 15% پس از پنج چرخه بازیابی اثبات شد. ایزوترم فروندلیچ و لانگموئر توانستند بادقت بالایی جذب ید را پیش‌بینی نمایند. ترمودینامیک جذب اثبات کرد که جذب ید خودبه‌خودی و گرماگیر است. تصاویر SEM نشان دادند هرچه سطح جاذب متخلخل‌تر و حفره‌های آن بیشتر باشد، میزان جذب بیشتر است. براساس آنالیز BET، قطر حفره‌ها و سطح جذب WAC به‌ترتیب nm06/36 و m2/g99/2 به‌دست‌آمد. همچنین، آنالیز FTIR تولید جاذب و جذب ید برروی آن را براساس تغییرات رخ‌داده در پیوندها اثبات کرد. استفاده از ضایعات کشاورزی و پلاستیکی برای تولید جاذب‌های کربنی متخلخل نه‌تنها باعث مدیریت زباله‌های جامد می‌شود، بلکه می‌تواند در زمینه تصفیه آب‌های آلوده نقش مهمی در سلامت محیط-زیست ایفا نماید.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Production of Biosorbent Based on Walnut Shell and Polystyrene Waste for Iodine Adsorption from Aqueous Solution

نویسندگان [English]

  • Alireza Chackoshian Khorasani 1
  • sahar Zamiri Akbarzadeh 2
1 Faculty member
2 B. Sc. in Chemical Engineering, Ferdowsi University of Mashhad
چکیده [English]

Water contamination is one of the biggest problems threatening human life and environment by the growth of various industries. For this reason, it is necessary to remove pollutants such as iodine from contaminated water. The aim of this study is to adsorb iodine from aqueous solution using adsorbents prepared from walnut shell (WS) and polystyrene waste (PS). In this study, simultaneous utilization of WS and PS resulted in the production of biosorbents such as WS, WS biochar (WAC), and WAC co-pyrolyzed with polystyrene waste (WACPS). Adsorption capacity, adsorption percentage, and the effect of initial concentration of iodine aqueous solution were investigated. WAC and WACPS showed a better performance as compared to WS with the adsorption percentage of 80 and 65%, and the adsorption capacity of 508 and 413 mg/g, respectively, in the initial concentration of 12700 mg/L. The reusability of WAC was demonstrated by a performance reduction of about 15% after five regeneration cycles. Freundlich and Langmuir isotherms were able to accurately predict iodine adsorption. Adsorption thermodynamics proved that the iodine adsorption was spontaneous and endothermic. SEM showed that the more the porous surface and holes of adsorbent, the higher the adsorption percentage. As BET, the diameter of pores and adsorption surface of WAC were obtained as 36.06 nm and 2.99 m2/g, respectively. FTIR proved adsorbent production and iodine adsorption on it as changes in bonds. The use of agricultural and plastic waste to produce porous carbon adsorbents leads to solid waste management,, and environmental health by wastewaters treatment.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Adsorption
  • Biosorbent
  • Iodine
  • Walnut shell
  • Polystyrene waste
  • Co-pyrolysis
مهندسی شیمی ایران

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 25 بهمن 1402

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار