دانلود مقاله حذف فلزات سنگین از محلول های آبی با استفاده از پودر کلسیم سیلیکات حاصل از خاکستر سبک زغالسنگ زائداتی
چکیده
حذف یون‌های Ni (II), Cu (II), Zn (II) و Co (II) با استفاده از پودر کلسیم سیلیکات از محلول‌های آبی شبیه‌سازی شده در این کار بررسی شده که پودر مذکور محصول فرعی حاصل از تولید اکسید آلومینیوم با استفاده از خاکستر زغالسنگ است. CPS بازدهی بالایی برای حذف این یون‌های فلزی دارد. جذب سطحی حداکثر برای Ni(II), Cu (II), Zn(II)و Co(II) به ترتیب برابر 17/420، 93/680، 89/521 و 29/235 میلی‌گرم/گرم بود. حذف کامل (100 درصد) Ni (II) وقتی حاصل شد که غلظت اولیه به 100 میلی‌گرم/لیتر رسید که نشان می‌دهد CSP حتی در غلظت بسیار پایین بسیار کارآمد بود. هم‌دماهای جذب سطحی و سینتیک با استفاده از مدل‌های متفاوت مطالعه شده است. مشخص شده که هم‌دماهای جذب سطحی به بهترین شکل براساس مدل لانگ‌موایر توصیف می‌شوند و سینتیک جذب سطحی پروسه واکنش شبه مرتبه دوم را دنبال میکند. غلظت یون کلسیم قبل و بعد از جذب سطحی بررسی شد تا مکانیسم حذف یون‌های فلزی سنگین مطالعه شود. مشخص شد حذف یون‌های فلزات سنگین اساساً از طریق تبادل یون همراه با کمی جذب سطحی حاصل شد.
1. مقدمه
آلودگی فلزات سنگین در دهه‌های اخیر به مشکل زیست‌محیطی جدی تبدیل شده که باعث بیماری‌ها و اختلالات متنوعی می‌شود. برنامه اقدام مبارزه با آلودگی خاک در تاریخ 28 می 2017 در چین منتشر شد. این برنامه اقدام برای جلوگیری و کنترل آلودگی خاک با هدف بهبود کیفیت خاک است تا تضمین شود محصولات کشاورزی ایمن و محیط زندگی براساس شورای کشور، هیات وزرای چین، برای افراد ایمن و سالم هستند. چین وعده داده برای کنترل آلودگی خاک توسط فلزات سنگین، تخلیه آلاینده‌های اصلی فلزات سنگین از صنایع کلیدی را تا سال 2020 به اندازه 10 درصد کاهش دهد. یافتن تکنولوژی اصلاحی بسیار کارآمد یک تنگنا باقی مانده است. پروسه‌های متنوعی از جمله تبادل یونی، رسوب، استخراج گیاهی ، اولترافیلتراسیون ، اسمز معکوس ، الکتروکواگولاسیون ، الکترودیالیز و جذب سطحی برای حذف فلزات سنگین حل‌شده از محلول‌های آبی وجود دارد. جذب سطحی بویژه با استفاده از جاذب‌های کم‌هزینه توجه زیاد جامعه تحقیقاتی و صنعت را به خود جلب کرده است چرا که بازدهی بالایی دارد و عملیات آن ساده است.
5. نتیجه‌گیری
CSP نوع جدیدی از محصول جانبی حاصل از روند تولید آلومینیوم اکسید از خاکستر سبک زغالسنگ جامد زائداتی است. CSP به عنوان جاذبی برای حذف یون‌های Ni2+, Cu2+, Zn2+ و Co2+ از محلول‌های شبیه‌سازی‌شده بررسی شده است. ظرفیت جذب سطحی بالای این فلزات سنگین روی CSP با جذب سطحی حداکثر در بازه صدها میلی‌گرم/گرم، به دست آمد. هم‌دماها با مدل لانگ‌موایر به خوبی توصیف شد. مطالعات سینتیک نشان داد جذب سطحی فلزات سنگین از معادله شبه‌مرتبه دوم پیروی میکند که نمایانگر جذب شیمیایی است. مکانیسم حذف فلزات سنگین توسط CSP تعیین شده است. تغییر در غلظت کاتیون کلسیم نشان می‌دهد حذف فلزات سنگین تا حد زیادی به دلیل فرایند تبادل یونی است. بهره‌برداری مجدد از CSP به عنوان جاذب کم‌هزینه برای حذف فلزات سنگین در آب نه تنها کاربردی برای این محصول جانبی معرفی میکند، بلکه منافع زیست‌محیطی و اقتصادی زیادی نیز دارد. CSP میتواند برای پاکسازی پساب حاوی فلزات سنگین و بازیافت فلزات سنگین به کار رود.
Abstract
The removal of Ni (II), Cu (II), Zn (II), and Co (II) ions from simulated aqueous solutions using calcium silicate powder (CSP), a new by-product derived from the production of alumina from coal ash, has been studied. CSP showed high efficiency for the removal of these metal ions. The maximum adsorptions were 420.17, 680.93, 251.89, and 235.29 mg/g for Ni (II), Cu (II), Zn (II), and Co (II), respectively. Total (100%) removal of Ni (II) was obtained when the initial concentration was 100 mg/L, indicating that CSP was highly effective even at an extremely low concentration. Adsorption isotherms and kinetics have been studied using different models. It has been found that the adsorption isotherms can best be described on the basis of the Langmuir model, with the kinetics of adsorption following a pseudo-second-order reaction process. The calcium ion concentration was examined before and after adsorption to investigate the mechanism of removal of the heavy metal ions. It was found that the removal of heavy metal ions is mainly achieved through ion-exchange, combined with some adsorption.
1. Introduction
Heavy metal pollution has become an increasingly serious environmental problem in recent decades, causing numerous diseases and disorders. An action plan for tackling soil pollution in China was released on 28th May 2017. The Action Plan for Soil Pollution Prevention and Control aims to improve soil quality, ensure safe agricultural products and a healthy living environment for people, according to the State Council, China’s cabinet. To control soil pollution by heavy metals, China has vowed to cut the discharge of major heavy metal pollutants in key industries by 10% by 2020. Finding a highly efficient remediation technology remains a bottleneck. Various processes exist for removing dissolved heavy metals from aqueous solutions, including ion-exchange, precipitation, phytoextraction, ultrafiltration, reverse osmosis, electro coagulation, electro dialysis, and adsorption. Adsorption, particularly using low-cost absorbents, has attracted a great deal of attention from the research community and industry due to its high efficiency and simplicity of operation.
5. Conclusions
CSP is a new kind of by-product from the procedure for the production of alumina from solid waste coal fly-ash. CSP has been investigated as an adsorbent for the removal of Ni2þ, Cu2þ, Zn2þ, and Co2þ ions from simulated solutions. A high adsorption capacity of these heavy metals onto CSP was achieved, with maximum adsorptions in the range of hundreds of mg/g. The isotherms were well described by the Langmuir model. Kinetic studies have indicated that the adsorption of heavy metals follows a pseudo-secondorder equation, indicating chemisorption. The mechanism of the removal of heavy metals by CSP has been delineated. The change in calcium cation concentration shows that the removal of heavy metals is to a great extent due to an ion-exchange process. Reutilization of CSP as a low cost adsorbent for removal heavy metal in water not only offers an application of this by-product, but also offers great environmental and economic benefits. CSP can be use to clean waste water containing heavy metal and recycle the heavy metals.
(جهت بزرگ نمایی روی عکس کلیک نمایید)
چکیده
1. مقدمه
2. روش آزمایشی
1.2. مواد شیمیایی
2.2. جذب سطحی
3.2. تعیین ویژگی‌ها
3. جذب سطحی فلزات سنگین
1.3. تحلیل CSP
.23 هم‌دماهای جذب سطحی
3.3. سینتیک جذب سطحی Ni2+, Cu2+, Zn2+ و Co2+ روی CSP
4.3. مکانیسم جذب سطحی یون‌های فلزی روی CSP
4. منافع زیست‌محیطی و اقتصادی
5. نتیجه‌گیری
منابع
Abstract
1. Introduction
2. Experimental method
2.1. Chemicals and materials
2.2. Adsorption
2.3. Characterization
3. Adsorption of heavy metals
3.1. Analysis of the CSP
3.2. Adsorption isotherms
3.3. Adsorption kinetics of Ni2þ, Cu2þ, Zn2þ, and Co2þ onto CSP
3.4. Mechanism of the adsorption of metal ions on the CSP
4. Environmental and economic benefits
5. Conclusions
References
- اصل مقاله انگلیسی با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه