چکيده

زمینه و هدف: آلوده شدن محیط‌ زیست به فلزات سنگین سبب آلودگی آب و محصولات کشاورزی شده است. این فلزات ویژگی تجمع‌پذیری زیستی دارند و ورود آن‌ها به بدن انسان بیماری‌های زیادی به همراه خواهد داشت. بنابراین مطالعه در زمینه بی‌خطر‌سازی آن‌ها دارای اهمیت است. هدف از این تحقیق سنتز و بررسی کارایی نانوکامپوزیت نشاسته- آهن اکسید در حذف دو فلز سنگین نیکل و کادمیوم از فاضلاب می‫باشد. روش کار: در این پژوهش تلاش شده است تا از پلیمر طبیعی نشاسته برای تهیه نانوکامپوزیت نشاسته- آهن اکسید استفاده شود. ویژگی­های ساختاری و گروه­های عاملی آن با استفاده از آنالیزهای میکروسکوپ الکترونی روبشی از نوع گسیل میدانی (FE-SEM)، تجزیه عنصری (EDX) و طیف­سنجی تبدیل فوریه مادون‌قرمز (FT-IR) مورد بررسی قرار گرفت. سپس کارایی نانوکامپوزیت نشاسته- آهن اکسید به عنوان جاذب برای حذف فلزات سنگین نیکل و کادمیوم به روش پیوسته از محلول­های سنتزی بررسی شد. به این منظور، محلول آبی مادر با غلظت ۱۰۰۰ میلی­گرم بر لیتر از فلزات نیکل و کادمیوم تهیه شد. اثر مقدار جاذب، pH و زمان تماس در فرایند حذف مطالعه شد. ضریب همبستگی هم‌دما لانگمویر، فروندلیچ و تمکین نیز بررسی شدند. یافته ها: نانوکامپوزیت سنتز شده از کارآیی مناسبی در حذف نیکل و کادمیوم برخوردار است. به طوری که بیشترین مقدار جذب با 05/0 گرم از جاذب تهیه­شده از محلول با غلظت ۱۰ میلی­گرم بر لیتر از یون‫های نیکل و کادمیوم و pH برابر ۴ به دست آمد. با افزایش مقدار pH راندمان جذب افزایش یافت که نشان‌دهنده ساز­وکار تبادل یونی است. فرآیند جذب فلز کادمیوم از معادله فروندلیچ پیروی می­کند درحالی‌که فلز نیکل از هیچ‌کدام از معادله‌ها پیروی نمی­کند. ضریب همبستگی معادله‌های سینتیکی هر دو فلز با همبستگی بسیار مناسب، انطباق خوبی با معادله شبه درجه دوم نشان داد. نتیجه گیری: نتایج نشان دادند که جاذب تهیه شده کارایی مناسبی در حذف فلزات سنگین نیکل و کادمیوم دارد. با توجه به این­که آزمایش در مقیاس آزمایشگاهی انجام شد کاربرد این روش در صنعت باید از جنبه اقتصادی مورد بررسی قرار گیرد.