1-3-1 جاذب معدني
اغلب کانيها بسياري از مواد معدني سنتزي به عنوان جاذب بررسي شدهاند. از جمله کلريدها ?(Cacl?_2)، اکسيدها (Zno، Mgo، Cao)، سيليکاتها (MgSio_3)، سولفاتهاي فلزي ?(CaSo?_4)، دياتومهها، سريم بيکربنات و سنگ آهک را ميتوان نام برد. جاذبهاي معدني تجارتي عبارتند از: آلوميناها، سيليکاتها و زئوليتها، پرليت، بنتونيت، کائولينيت، سورفکتانت، خاک رس و …(شوکلا و پري، 2005)32 اين ترکيبات وقتي عاملدار مي‌شوند داراي ظرفيت بارگذاري يون فلزي نسبتاً بالا براي انتخاب يون‌هاي فلزي مي‌شوند. اين کارآيي استثنايي مي‌تواند به حضور ليگاند‌هاي سطح مرزي نسبت داده شود که مي‌تواند به طور ويژه با جذب سطحي انتخابي با يون‌هاي فلزي وفق داده شود.
اين اکسيدها و پليمرهاي عاملدار شده در پيش تغليظ يون‌هاي فلزي براي سنجش محلول‌هاي چند جزئي و براي حذف اجزاي سمي از آبهاي آلوده استفاده مي‌شوند.
1-3-2 جاذب آلي
اين جاذبها شامل موادي با پايه آلي طبيعي يا سنتزي هستند. علاوه بر کربن فعال يا زغال، انواع گسترده مواد آلي نيز براي جذب به کار رفتهاند. سلولز (فراوانترين بيوپليمر در طبيعت)، شيتين (دومين پليمر فراوان در طبيعت)، کلوژن، پشم، ژلهاي نشاسته-پليکريلآميد (که چندين برابر وزنشان در دماي محيط از آب فلزات را جذب ميکنند، اما با حرارت دادن آرام، اغلب آنها آزاد ميشوند)، پليساکاريدهاي مشتق شده از غلات و اشکال گوناگون بيومسها (مانند پس ماندههاي برداشت غلات) از آن جمله هستند. جاذبهاي آلي تجاري عبارتند از: کربن فعال و پليمرها (مانند کوپليمرهاي پلي استيرن/ دي وينيل بنزن، پلي متيل اکريلات، اتيل وينيل بنزن، وينيل پيريدين و گاهي سولفونه شده يا کلرومتيلدار شده آنها (شوکلا و پري، 2005)

در این سایت فقط تکه هایی از این مطلب با شماره بندی انتهای صفحه درج می شود که ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت کلمات به هم بریزد یا شکل ها درج نشود

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید

ولی برای دانلود فایل اصلی با فرمت ورد حاوی تمامی قسمت ها با منابع کامل

اینجا کلیک کنید

1-3-3 جاذب زيستي
استفاده از محصولات و ضايعات کشاورزي به عنوان ماده جاذب براي حذف فلزات سنگين از آبهاي آلوده طي دهه گذشته به طور فزآيندهاي مورد استفاده واقع شده است.
جاذبهاي زيستي به دليل دارا بودن گروههاي کاربردي از جمله کربوکسيل، هيدروکسيل، ايميدازول، آمينوها، فسفات، سولفات، فنلها و کربنيل تمايل براي جذب يونهاي فلزي دارند.
اجزاء اصلي زيست توده ضايعات کشاورزي شامل هميسلولز، ليگنين، ليپيدها، قندهاي ساده و انواع هيدروکربنها مي باشد. اعتقاد بر اين است که يون فلزات به گروههاي شيميايي کاربردي مانند کربوکسيل، اسيد آمينه و يا فنوليک اتصال برقرار ميکند. پليساکاريدها نيز نقش مهمي در جذب فلزات سنگين دارند که نمونه آن پکتين است که در تفاله مرکبات همچون سيب و چغندر يافت ميشود. (دميرباش، 2008)33
مزاياي اين جاذبها در دسترس بودن، راندمان بالا،به حداقل رساندن مواد شيميايي، امکان بازسازي جاذب، امکان بازيابي فلز، ظرفيت جذب بالا، کاربرد مهندسي، پايين بودن هزينه ، سادگي طراحي و بهره برداري را شامل مي شود.
مزيت زيست محيطي استفاده از پوست مرکبات به عنوان جاذب عبارت است از: 1- حجم زباله تا حدودي کاهش مي يابد. 2- جاذب با هزينه هاي معقول و کم آماده مي شود.
فهرستي از نقاط مختلف دور انداخته شدهي ميوهها و سبزيجات که ميتوانند جذب کنندههاي سطحي براي حذف انواع مختلف آلايندهها به خصوص يونهاي فلزي، به ترتيب زير مي باشد:
پالپ ميوه، تفاله و مواد جامد زائد
پوست ميوهها و پوسته دانهها
پوششهاي ميوهها
هسته ميوهها و دانه ها
ضايعات ساقه و الياف سخت و زبر
مواد زائد سبزيجات .
1-4 مباني فرآيند جذب سطحي
1-4-1 ايزوترم جذب

تعادل ايزوترم جذب در طراحي سيستم جذب از اهميت بالايي برخوردار است. اطلاعات تعادلي يعني تمام آنچه که به عنوان ايزوترم جذب شناخته شده است نياز اساسي براي دانستن مکانيسم جذب است.
به طور کلي، ايزوترم جذب يک منحني بسيار ارزشمند توصيف پديده حاکم بر حفظ و يا حرکت از يک ماده از محيط متخلخل آبي و يا از محيطهاي آبي به فاز جامد در درجه حرارت وpH ثابت است.
تعادل جذب سطحي (نسبت بين مقدار جذب با باقيمانده در محلول) زماني ايجاد ميشود که ماده جذب شونده با جاذب براي زمان کافي در تماس باشد. رابطه رياضي، که نقش مهمي در تجزيه و تحليل و مدلسازي، طراحي عملياتي و عملکرد قابل اجرا در سيستمهاي جذب را دارد معمولاً با نمودار فاز جامد در برابر غلظت باقيمانده به تصوير کشيده ميشود. پارامترهاي فيزيکو شيميايي همراه با فرضيات اساسي ترموديناميکي ديدي نسبت به مکانيسم جذب سطحي، خواص سطح و همچنين درجه ميل جذب کننده ارائه ميکنند. ( فو و حامد، 2010)34
ايزوترم جذب، يک منحني مربوط به غلظت تعادل املاح در سطح جاذب، q_e، به غلظت املاح در مايع يعني ،C_e ، که با آن در تماس است.
:q_e مقدار ماده جذب شده در واحد وزن جاذب در حالت تعادلي
:C_e غلظت تعادلي املاح باقي مانده در محلول زماني که مقدار جذب برابر q_e است.
در طول زمان، طيف گستردهاي از مدلهاي ايزوترم تعادل در قالب سه روش اساسي فرموله شدهاند که عبارتند از: لانگموير35، فرندليچ36، برونر-اميت-تلر37، ردليچ-پترسون38، دوبينين-رادشکويچ39، تمکين40، توات41، کوبل-کوريگان42، سيپس43، خوان44، هيل45، فلوري-هاگينز46، رادک-پرسنيتز47 (مالک و فاروق،1996)48
در روش اول به سينتيک فرآيند اشاره شده است، بدين وسيله تعادل جذب يک حالت پويا با نرخ برابر جذب و واجذب تعريف ميشود. ( لانگموير، 1916) در حالي که، ترموديناميک، اساس روش دوم ميباشد و ميتواند چهارچوبي از استخراج انواع مختلف مدلهاي ايزوترم ارائه دهد. (ميرس، 1965 )49 نظريه پتانسيل به عنوان نظريه سوم ميباشد که معمولاً بيانگر ايده اصلي در طراحي منحنيهاي مشخصه مي باشد. (دوبينين، 1960)
1-4-1-1 مدل لانگموير
در سال 1916، اروينگ لانگموير50 مدل خود را براي جذب نمونهها بر روي سطوح ساده ارائه داد. لانگموير جايزه نوبل سال 1932 را براي کار خود دريافت کرد. ايزوترم جذب لانگموير در ابتدا براي توصيف جذب سطحي گاز و فاز جامد بر روي کربن فعال براي تعيين کميت و تقابل عملکردهاي مختلف جاذب زيستي تعريف شد. در فرمول اين مدل تجربي، جذب سطحي تک لايه (ضخامت لايه جذب شده در حد يک مولکول) فرض شده است. او فرض کرد که يک سطح داده شده شامل تعداد معيني از سايتهاي هم ارز است که يک گونه ميتواند به صورت فيزيکي يا شيميايي به آن بچسبد.
نظريه او زماني شروع شد که او بديهي شمرد که مولکولهاي گاز يک سطح به صورت الاستيکي به جاي اول خود بر نميگرددند در حالي که اجسام جامد الاستيک ميباشند. در اين مدل جذب يک گاز ايده آل بر روي يک سطح ايدهآل در نظر گرفته ميشود. فرآيند جذب به عنوان يک واکنش که در آن يک مولکول گاز با سايت خالي جامد واکنش ميدهد و حاصل، کمپلکس جذب ميباشد.
جذب سطحي تنها ميتواند در تعداد محدودي از سايتهاي محلي مشخص که مشابه و هم ارز ميباشند رخ دهد بدون تعامل فرعي بين مولکولهاي جذب شده حتي در سايتهاي مجاور. لانگموير به جذب سطحي همگن که هر مولکول داراي آنتالپي ثابت و انرژي فعالسازي يکسان (تمام سايتها داراي ميل برابر براي جذب) اشاره دارد. (کاندو و گابتا، 2006)51
مدل جذب لانگموير از رايجترين مدلهاي مورد استفاده براي تعيين مقدار جذب جاذب بر روي يک جاذب به عنوان تابعي از فشار و يا غلظت در دماي داده شده است که معادله آن به صورت زير مورد است:
q_e=(q_m K_L C_e)/(1+K_L C_e ) (1-1)
در اين معادله ( q_m (mg?g و ( K_L (L?mg ثابت هاي لانگموير که به ترتيب مربوط به ظرفيت تک لايه و انرژي جذب ميباشد.
ثابت بدون بعدي که معمولاً به عنوان فاکتور جداسازي تعريف شده است توسط وبر52 و چاکراورتي53 شناخته شده است و با معادله زير نشان داده شده است ( وبر، 1974) :
R_L=1/(1+K_L C_0 ) (2-1)
در اين معادله K_L به ثابت لانگموير و C_0 به غلظت اوليه جاذب اشاره دارد هر چه R_L پايينتر باشد جذب مطلوبتر است.
R_L>1جذب نامطلوب
R_L= 1جذب به صورت خطي
0?<R?_L<1جذب مطلوب


دیدگاهتان را بنویسید