حذف یون فلزی کروم از محیط‌های آبی با رزین‌های بر پایه پلی‌استایرن‌کو‌مالئیک انیدرید اصلاح شده

صمدی, ناصر; اخگری, فرهاد; اکبری وایقان, مهرداد; علی اکبرلو, مسعود

doi:10.22036/ijc.2019.158443.1045

حذف یون فلزی کروم از محیط‌های آبی با رزین‌های بر پایه پلی‌استایرن‌کو‌مالئیک انیدرید اصلاح شده

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

¹ دانشکده شیمی، دانشگاه ارومیه، ارومیه

² استادیار دانشگاه صنعتی مالک اشتر

10.22036/ijc.2019.158443.1045

چکیده

چکیده
امروزه بکارگیری رزین‌های تعویض یون به عنوان یکی از ابزارهای حذف یون‌های فلزی از منابع آبی در حال گسترش می‌باشد. در این مطالعه جذب سطحی یون فلزی کروم به وسیله‌ی پلی(استایرن-کو-مالئیک انیدرید) اصلاح شده با 2-آمینو پیریدین و شبکه‌ای شده با 1و2 – دی آمینو اتان (CSMA-AP ) تحت امواج التراسونیک به عنوان یک رزین تعویض یون در محلول‌های آبی بررسی شد. رفتار جذب سطحی یون‌ فلزی کروم توسط رزین ساخته شده به وسیله‌ی پارامترهایی از قبیل pH، زمان تماس، غلظت اولیه‌ی یون فلزی و دما مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آزمایشات نشان داد که درصد جذب سطحی با افزایش مدت زمان تماس، دما و غلظت رزین افزایش پیدا کرد. با افزایش pH میزان جذب سطحی یون‌های کروم توسط جاذب افزایش می‌‌یابد و تقریباً در pH حدود 5 به یک حالت ثابت و ایستا می‌رسد. بیشترین میزان جذب در دمای 25 درجه سانتی گراد، زمان تماس 90 دقیقه و 10 میلی گرم بر لیتر جاذب بدست آمد. مدل‌های ایزوترم دو پارامتری از قبیل لانگمویر و فروندلیچ برای توصیف تعادل جذب سطحی مورد بررسی قرار گرفتند. با استفاده از این ایزوترم، مقدار ظرفیت جذب سطحی ماکزیمم برابر با mg/L 619/20 به دست آمد که نشان دهنده‌ی توان بالای این رزین‌ها تعویض یون برای فرآیند جذب سطحی و حذف یون کروم می‌باشد.

چکیده تصویری

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Removal of chromium ion from aquatic environments by using modified Poly (Styrene co-Maleic Anhydride) Resins

نویسندگان [English]

Naser Samadi ¹
Farhad Akhgari ²
mehrdad Akhgari ¹
masoud ali akbarlo ¹

¹ Faculty of chemistry , Urmia university

² Malek Ashtar University of Technology

چکیده [English]

Ion exchange resins are one of the good tools with great potential to remove metal ions from water sources. The adsorption of chromium ion was investigated by modified poly (styrene-co-maleic anhydride) with 2-aminopyridine and crosslinked with 1, 2 - diamino ethane (CSMA-AP) under ultrasonic irradiation as an ion exchange resin in aqueous solutions. In this work, crosslinked resin has been synthesized by poly (styrene-co-maleic anhydride) and 1, 2 - diamino ethane. This type of ion exchange resins adsorbs metal ions due to the combination of ionic and coordination intractions, instead of simple electrostatic interactions in conventional anionic or cationic exchange. therefore, the chelating resins, exhibit better selectivity compared to conventional resins. The adsorption behavior of these metal ions on the resin was studied by varying the parameters such as pH (2-7), adsorbent dose (0.5-5 g/L), contact time (0- 180 min) and metal ions concentration (1-40 mg/L). By increasing the initial concentration of chromium ion to about 10 mg / L, Adsorption percentage after increasing was fixed and then decreased. The SEM device was also used to confirm the adsorption process. The MAP technique shows the presence of elements in the nano-sorbent structure, which, as a result of these images, qualitatively adsorption process is well verified. The results showed that the best fit was achieved with the Langmuir isotherm equations. By using these isotherms, maximum adsorption capacities of 20.619 mg/L were obtained, which indicates the high capability of these ion exchange resins for the process of adsorbing and removing chromium ion.

کلیدواژه‌ها [English]

Adsorption
chromium ion
isotherm models
remove metal ions

مراجع

[1]     A. Kortenkamp, M. Casadevall, S.P. Faux, A. Jenner, R.O.J. Shayer, N. Woodbrige, P. O’Brien, Archives of Biochemistry and Biophysics, 199, 329, (1996).
[2]     A. Khaled, A.N. Mohamed,Abd-El-Ghany S., S.E Saad, ,J. Appl. Poly. Sci.,131, 21, (2014).
[3]     G.E. Corbett, B.L. Finley, D.J. Paustenbach, B.D. Kerger, , J. of Expo. Anal. Environ. Epidemiol., 7, ,179, (1997).
[4]     S. Wilbur, H. Abadin, M. Fay, D. Yu, B. Tencza, L. Ingerman, “Toxicological Profile for Chromium”, Atlanta (GA): Agency for Toxic Substances and Disease Registry, USA, 2012.
[5]     Y. Suzuki, K. Homma, M. Minami, H. Yoshikawa, Toxicol. Indus. health, 22, 261, (1984).
[6]     P. Boscolo, M. Di Gioacchino, P. Bavazzano, M. White, E. Sabbioni, Life Sci., 60, 1319, (1997).[7]     K.P. Lee, C.E. Ulrich, R.G. Geil, H.J. Trochimowicz, Sci. Total Environ., 86, 83, (1989).
[8]     M. Gao, L.S. Levy, S.P. Faux, T.C. Aw, R.A. Braithwaite, S.S. Brown,Occup. Environ. Med., 51, 663, (1994).
[9]     A.M. Baetjer, J.F. Lowney, H. Steffee, V. Budacz, Arch. Indus. Health, 20, 124, (1959).
[10] I. Tadesse, S.A Isoaho., F.B. Green, J.A. Puhakka, Bioresour. Technol., 97, 529, (2006).
[11] V.K. Gupta, S. Agarwal, T.A. Saleh,Water Res., 45, , 2207, (2011).
[12] US EPA, “Groundwater and Drinking Water, Current Drinking Water Standards”, EPA, 2011.
[13] M.E. Mahmoud, M.M. Osman, O.F. Hafez, A.H. Hegazi, Elmelegy E., Desalination, 251, 123, (2010).
[14] F. Ma, R. Qu, C. Sun, C. Wang, C. Ji, Zhang Y., P. Yin, , J. Hazard. Mater., 172, 792, (2009).
[15] A. Baraka, P.J. Hall, M. Heslop, ,React. Func. Polym., 67, 585, (2007).
[16] E. Pehlivan, T. Altun, ,J. Hazard. Mater., 134, 149, (2006).
[17] C.E. Harland, Ion Exchange: Theory and Practice(2th edn.), Royal Society of Chemistry. London. 1994.
[18] R. Hasanzadeh, P. N. Moghadam, N. Samadi, S. Asri-Rezaei, J. Appl. Polym. Sci., 127, 2875, (2013).
[19] N. Samadi, R. Ansari, B. Khodavirdilo , Sci. Tech. Publishing , 3, 1 ,(2017).
[20] P. N. Moghadam, R. Hasanzadeh,F. Fathi, N. Nasr, J. Macromole. Sci. A, 50, 1167, (2013).
[21] Y. Zhang, Y. Li, L.Q. Yang, X.J. Ma, L.Y. Wang, Z.F. Ye, J. Hazard. Mater., 178, 1046, (2010).
[22] F. Gimbert, N.M. Crini, F. Renault, P.M. Badot, G. Crini, J. Hazard. Mater., 157, 34, (2008).
[23] M.A.K.M. Hanafiah, W.S.W. Ngah, ,CLEAN – Soil, Air, Water, 37, 696, (2009).
[24] R.E. Treybal, “Mass Transfer Operations”,Third Edition, McGraw-Hill Education, New York (1980).
[25] N. Samadi, R. Hasanzadeh, Rasad M. J. Appl. Polym. Sci.,  132, 41642, ( 2015).
[26] G. Zhao, X. Huang, Z. Tang, Q. Huang, F. Niu, X. Wang, polym.chem., 9, 3562, (2018).