فصلنامه

زمینه و هدف: نیترات از جمله منابع آلاینده آب‌های زیرزمینی و عامل ایجاد بیماری متهموگلوبینمیا در نوزادان و نیز تشکیل ترکیبات سرطان‌زای نیتروزآمین است. هدف از این پژوهش بررسی کارایی نانو ذرات آلومینا در حذف نیترات از محلول‌های آبی و تعیین ایزوترم‌های جذب است. مواد و روش‌ها: این تحقیق یک مطالعه تجربی ـ توصیفی بوده است که در مقیاس آزمایشگاهی به صورت ناپیوسته و در شرایط آزمایشگاهی دمای ‍0C 52 انجام گرفت. ساختار نانو ذرات آلومینا با تکنیک‌های پراکنش پرتو ایکس TEM مشخص گردید. غلظت باقی‌مانده نیترات به وسیله دستگاه اسپکتروفتومتری در طول موج‌های nm 275 و 220 اندازه‌گیری شد. پارامترهای مختلفی از جمله دوز اولیه Al2O3   (g/L 0/25-0/06)، غلظت اولیه محلول (mg/L 300 -50)، زمان تماس (min 60-5) و 3،5،7،9= pH مورد بررسی قرار گرفت. هم‌چنین محلول‌های جذب نیترات بر روی نانو آلومینا تعیین شدند. یافته‌ها: نتایج حاصل از این مطالعه نشان داد که با افزایش زمان تماس، غلظت اولیه و pH کارایی حذف نیترات افزایش می‌یابد. به نحوی که در 5 =pH، زمان min 60 وغلظت اولیه mg/L 300، کارایی حذف نیترات 60% بود. نتایج حاصل از مطالعات ایزوترمی نشان داد که حذف نیترات بر روی جاذب مورد استفاده در این تحقیق از معادله ایزوترمی لانگمیر 982/R2>0 پیروی می‌کند. نتیجه‌گیری: نتایج حاصل از این مطالعه نشان داد که می‌توان از نانو ذرات آلومینا به عنوان جاذب موثر در جهت حذف غلظت‌های بالای نیترات از محلول‌های آبی استفاده نمود.

زمینه و هدف: استفاده بی رویه از آنتی بیوتیک ها و تخلیه آن ها به محیط زیست پیامدهای جدی و خطرناکی را به دنبال دارد. کربن فعال پودری در سطح وسیعی برای جذب این آلاینده ها استفاده شده است اما مشکلات ناشی از جداسازی آن مطرح است. هدف از این مطالعه سنتز کربن فعال مغناطیسی شده با نانو ذرات Fe3O4 و بررسی کارایی آن در حذف آموکسی سیلین از محیط های آبی بوده است. روش بررسی: مشخصات فیزیکی و ساختاری جاذب سنتز شده با تکنیک های SEM، TEM، XRD و BET مورد آنالیز قرار گرفت. همچنین برای تعیین پارامترهای ترمودینامیک، ایزوترم های تعادلی و سینتیک های فرآیند جذب تاثیر پارامترهایی نظیر pH، غلظت اولیه آموکسی سیلین و جاذب، زمان تماس و دما مورد مطالعه قرار گرفت. یافته ها: مشخصات فیزیکی کربن فعال مغناطیسی نشان داد که نانوذرات Fe3O4 دارای اندازه متوسط nm 80-30 و سطح ویژه برابر با m2/g 571 بوده است. شرایط بهینه ی جذب عبارتند از: 5=pH، زمان تماس min 90 ، دز جاذب g/L 1 و دمای C °20. داده های ایزوترم های تعادلی نشان داد که فرآیند جذب متناسب با هر دو مدل فروندلیچ و لانگمیر بوده و حداکثر ظرفیت جذب به میزان mg/g 136/98بوده است. فرآیند جذب می تواند به وسیله مدل سینتیکی شبه درجه دوم توصیف شود. مقادیر منفی به دست آمده برای ∆H0 و ∆G0 از مطالعه ترمودینامیک جذب نیز نشان داد که جذب آموکسی سیلین روی کربن فعال مغناطیسی، اگزوترمیک و خودبخودی بوده است. نتیجه گیری: مطالعه حاضر نشان داد که کربن فعال مغناطیسی علاوه بر داشتن ویژگی هایی چون، جداسازی سریع و آسان، پتانسیل بالایی را برای جذب آموکسی سیلین دارد. لذا می توان از آن برای جذب و جداسازی چنین آلاینده هایی از محیط های آبی استفاده نمود.

زمینه و هدف: کادمیوم از طریق فاضلاب صنایع وارد منابع آب شده و باعث اختلال در عملکرد اندام‌هایی مثل کبد و کلیه می‌شود. نانو ذرات آهن مغناطیسی از طریق مکانیسم جذب سطحی توانایی کنترل و حذف فلزات سنگین از فاضلاب‌های صنعتی را دارد. هدف از این پژوهش، بهینه‌سازی فرآیند جذب سطحی یون‌های کادمیوم از فاضلاب سنتتیک با نانو ذرات آهن مغناطیسی سنتز شده است. روش بررسی: نانو ذرات مغناطیسی آهن با روش هم ترسیبی ترکیب کلرید آهن دو و سه ظرفیتی در محیط مایی و در شرایط قلیایی سنتز شد. مشخصات نانو ذرات شامل ساختار ذرات، ترکیب و اندازه آن با استفاده از دستگاه‌هایXRD, SEM, FT-IR مشخص گردید. جهت بهینه‌سازی فرآیند جذب سطحی کادمیوم با نانو ذرات آهن، پارامترهای pH، زمان تماس، غلظت اولیه کادمیوم، غلظت نانو ذرات و دما، تحت شرایط مختلف مورد بررسی قرار گرفتند. یافته‌ها: در شرایط 5/6 &le pH، غلظت اولیه کادمیومmg/L 10، دز جاذبmg 1، زمان تماس min 10، دمای 0C 25 و سرعت همزن rpm 200، 95% از کادمیوم از فاضلاب حذف گردید. ایزوترم جذب یون‌های کادمیوم از مدل لانگمویر تبعیت می‌کند (0/995< R2 ). حداکثر ظرفیت جذب کادمیوم توسط نانو ذرات آهن مغناطیسی برابر mg/g 20/41 بدست آمد. نتیجه‌گیری: در شرایط بهینه نانو ذرات مغناطیسی آهن، توانایی جذب سریع و موثر فلز کادمیوم را داشته و به دلیل جداسازی آسان نانو ذرات از محلول آبی توسط آهن ربا قابلیت استفاده در صنایع را دارد.

زمینه و هدف: مطالعه حاضر با هدف ارائه سیستم الکتروکاتالیستی مؤثر بر پایه کاتد Ni-Fe/Fe₃O₄ جهت کاهش نیترات و گندزدایی آب آلوده به‌طور همزمان انجام‌ شده است.
روش بررسی: در ابتدا الکترود Ni-Fe به‌وسیله فرایند رسوب الکتروشیمیایی سنتز و سپس خصوصیات فیزیکی آن توسط آنالیزهای میکروسکوپ الکترونی روبشی انتشار میدان (FESEM)، پراش اشعه ایکس (XRD)، آنالیز (Brunauer-Emmett-Teller) BET و طیف‌سنجی فوتوالکترون اشعه ایکس (XPS) مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش گندزدایی و احیای نیترات به‌صورت همزمان تحت شرایط: mg 15 نانو ذرات Fe₃O₄، pH برابر با 6/5، NaCl برابر با mM 10، mg/L 50 نیترات، CFU/mL 10⁵ باکتری اشرشیاکلی و دانسیته جریان mA/cm² 4 انجام گرفت.
یافته‌ها: براساس نتایج بدست ‌آمده در شرایط عدم حضور نیترات، 100 درصد باکتری‌های اشرشیاکلی بعد از min 12 گندزدایی شدند. در حضور نیترات، زمان گندزدایی کامل افزایش یافت و به  min120 رسید. در شرایط عدم حضور باکتری، 83 درصد نیترات در min 240 حذف گردید که در حضور باکتری راندمان احیای نیترات اندکی افزایش و به 88 درصد رسید. نیترات احیا شده در حالت اول منجر به تولید مقادیر ناچیز نیتریت با غلظت mg/L 0/22 و  mg/L 3/6 آمونیوم شد که در حضور باکتری مقادیر نیتریت و آمونیوم تولیدی به ترتیب به mg/L 0/42 و mg/L 7/3 افزایش یافت.
نتیجه‌گیری: نتایج نشان‌دهنده توانایی بسیار مناسب الکترود Ni-Fe/Fe₃O₄ در کاهش الکتروکاتالیستی نیترات و گندزدایی آب آلوده به‌صورت مجزا و همزمان با راندمان بالا و انتخاب پذیری بالا نسبت به نیتروژن است.