بنتونیت یکی از خاک های رسی معدنی سه لایه ای است که عمدتا شامل مونتموریلونیت می باشد. مونتموریلونیت کانی نانو ساختار آلومینوسیلیکاتی تشکیل دهنده بنتونیت هاست و مشخصات بنتونیت ها از جمله مساحت سطح ویژه، ظرفیت تبادل، میزان تورم و ... را تحت تاثیر قرار می دهد، که می توان این ویژگی ها را با استفاده از فعال سازی اسیدی ارتقا بخشید. مشخصات نمونه های بنتونیت با استفاده از آنالیزهای xrd، xrf، ftir، bet و tg-dta و همچنین آزمایش هایی نظیر اندازه گیری اندیس تورم، اندیس رسوب، مساحت سطح وی‍ژه و ظرفیت تبادل کاتیونی به روش متیلن بلو تعیین شد. پس از تعیین مشخصات نمونه مناسب با استفاده از اسید سولفوریک و با بررسی اثر زمان و غلظت اسید فعال سازی شد که در این مرحله زمان و غلظت بهینه به ترتیب 5/4 ساعت و 2 مولار به دست آمد. بعد از تعیین مشخصات بنتونیت فعال شده عملکرد بنتونیت طبیعی و بنتونیت فعال اسیدی در جذب فلز نیکل، فاکتورهای تأثیر گذار بر خصوصیات ساختاری بنتونیت فعال اسیدی و تأثیر آن بر جذب نیکل بررسی گردید. نتایج حاصل از تأثیر عوامل فرایندی بر قابلیت جذب بنتونیت ثابت می کند که با افزایش سرعت اختلاط دوغاب ها در بازه 150-30 دور بر دقیقه میزان جذب 4% افزایش می یابد. حضور کاتیون های دیگر از جمله zn+2 میزان جذب را کاهش می دهد، انتخاب پذیری نیکل نسبت به روی در محلول ppm200 برای نمونه های فعال در غلظت های کمتر از ppm70=zn+2 و برای نمونه طبیعی در غلظت بیش از ppm 100 اتفاق می افتد. با کاهش ph (به خصوص در محدوده 5/3-2ph=) میزان جذب نیکل کاهش می یابد. با افزایش دما میزان جذب نیکل 35% افزایش می یابد، بنابراین جذب نیکل بر روی بنتونیت فرایندی گرماگیر است. با افزایش غلظت اولیه نیکل از ppm350-50 میزان جذب نیز افزایش می یابد که البته این افزایش برای نمونه های فعال تا ppm150 و برای نمونه طبیعی ppm200 به دست آمد. دست یابی به دانش فنی تولید و تصحیح نانو ساختار بنتونیت و بنتونیت فعال، حذف نیکل از پساب ساخته شده به میزان 66%، پژوهش در کاربرد بنتونیت فعال در جذب نیکل و تعیین کارایی خاک رسی مورد بررسی و ساخته شده در جذب نیکل از پساب ها از اهداف این پروژه بوده است.

در این پژوهش به منظور تعیین مشخصات جاذب های نانوساختار و نانوحفره بنتونیت و بررسی کارایی آن هادر سمیت زدایی آفلاتوکسین b1 (afb1) در شرایط برون تنی و درون تنی، سه آزمایش طراحی و انجام شد. نمونه های جاذب بنتونیتی شامل چهار نوع بنتونیت تولیدی در داخل کشور با نام های n1، n2، n3 و n4 و همچنین یک نوع جاذب تجاری وارداتی با نام m بودند. در آزمایش اول نمونه های جاذب بنتونیت به لحاظ ویژگی های فیزیکی، شیمیایی مانند رطوبت، ph، جذب آب، اندیس رسوب، اندیس تورم و bet و همچنین آنالیزهای دستگاهی مانندxrd، xrf، ftir و semمورد بررسی قرار گرفتند. همچنین نمونه های جاذب بنتونیتی به لحاظ ظرفیت جذب afb1 در شرایط برون تنی و بر اساس معادلات جذب ایزوترم لانگمیر، ارزیابی شدند. نتایج بدست آمده نشان داد که نمونه های جاذب بنتونیتی به لحاظ اغلب ویژگی های فیزیکی و شیمیایی متفاوت بوده و در تمامی نمونه ها کانی مونتموریلنیت مشاهده شد. از طرف دیگر نتایج بدست آمدهنشان داد که ظرفیت جذبafb1 در بین نمونه ها به طور قابل توجهی متفاوت بوده و نمونه های آزمایشیm و n3 بیش ترین (به ترتیب 398/0 و 284/0 مول afb1 در کیلوگرم جاذب)،و نمونه n1کمترین(179/0) ظرفیت جذبرا از خود نشان داد. در آزمایش دوم ابتدا تاثیر سطوح مختلف afb1 (صفر، 300، 600 و 900 نانوگرم در میلی لیتر محیط کشت) و سپس تاثیر متقابل افزودن afb1(600 نانوگرم در میلی لیتر محیط کشت) و جاذب های بنتونیتی مختلف (6 درصد ماده خشک خوراک پایه) بر فراسنجه های تولیدگاز، تخمیر و هضم شکمبه بررسیگردید. نتایج بدست آمده نشان داد که افزودن سطوح مختلفafb1 به محیط کشت، موجب کاهش تولید گاز، کاهش قابلیت هضم خوراک و کاهش تولید اسیدهای چرب فرار و نیتروژن آمونیاکی گردید (05/0p<). از طرف دیگر بررسی تاثیر متقابل afb1 و جاذب های بنتونیتی منتخب (n1، n3 و m) نشان داد که بر خلاف انتظار، هیچ کدام از جاذب ها نتوانستند تاثیرات منفی afb1 بر فراسنجه های تولید گاز، تخمیر و هضم شکمبه ای در شرایط برون تنی را خنثی نموده و یا کاهش دهند. در آزمایش سوم کارایی جاذب های بنتونیتی در سمیت زدایی afb1 در شرایط درون تنی و غلظت آفلاتوکسین m1(afm1) شیر گاوهای شیرده هلشتاین مورد ارزیابی قرار گرفت. این آزمایش با استفاده از 20 راس گاو شیرده هلشتاین با روزهای شیردهی 35±154 ومیانگین تولید شیر 6/1±5/30 کیلوگرم در روز، در قالب طرح کاملاً تصادفی با اندازه گیری تکرار شده در زمان، و به مدت 23 روزاجرا گردید. تیمارهای آزمایشی بر اساس افزودن روزانه 120 گرم از جاذب های بنتونیتی منتخب مرحله دوم شاملn1، n3 و m (به ترتیب دارای کمترین، متوسط و بیش ترین پتانسیل جذب afb1در شرایط برون تنی) به جیره پایه (afb1) حاوی 136 میکروگرم آفلاتوکسین b1 در کیلوگرم ماده خشک جیره، تنظیم شدند. نمونه گیری از شیربرای تعیین آفلاتوکسینm1و ترکیبات شیر دوبار و در روزهای 15 و 23 دوره آزمایشی انجام شد. نتایج این آزمایش نشان داد که افزودنafb1 و جاذب های بنتونیتی به جیره گاوهای شیرده هلشتاین، بر مصرف خوراک، تولید شیر روزانه و همچنین ترکیبات شیر (شامل چربی، پروتئین، لاکتوز و کل ترکیبات جامد بدون چربی) تاثیر معنی داری نداشتند (05/0p>). با این وجودمیانگین غلظت afm1، میانگین ترشح روزانه afm1 و همچنین نرخ انتقال آفلاتوکسین از خوراک به شیر به طور معنی داری تحت تاثیر تیمارهای آزمایشی قرار گرفتند (001/0p<). میانگین غلظت afm1 در تیمار کنترل (بدون جاذب) و تیمارهای حاوی جاذب هایn1، n3 و m به ترتیب برابر با 36/2، 40/2، 98/1 و 12/1 میکروگرم در کیلوگرم بود. به طور کلی افزودن جاذب m به جیره گاوهای شیرده موجب 53 درصد کاهش غلظت afm1، 54 درصد کاهش کل ترشح روزانه afm1 و 54 درصد کاهش نرخ انتقال آفلاتوکسین از خوراک به شیر شد و افزودن جاذب n3 به جیره، موجب 16 درصد کاهش غلظت afm1، 19 درصد کاهش کل ترشح روزانه afm1 و 19 درصد کاهش نرخ انتقال آفلاتوکسین از خوراک به شیر گردید، اما جاذب n1 هیچ تاثیری بر غلظت، ترشح و انتقال آفلاتوکسین نداشت.به طور کلی نتایج این پژوهش نشان داد که بررسی کارایی جاذب های بنتونیتی با استفاده از روش معادلات ایزوترمی جذب، می توانددر حد قابل قبولی نتیجه حاصل از کارایی آنها در تغذیه دام را پیش بینی نماید.

با توجه به اهمیت بسیار زیاد حذف فلزات سنگین از پساب ها، تعیین جاذبی مناسب برای این منظور یکی از مهمترین موضوعات تحقیقاتی در سال های اخیر می باشد. با توجه به اهمیت جاذب های نانوساختار نانو حفره ای و ظرفیت بالای جذب فلزات آنها بدلیل خصوصیات منحصر به فرد این جاذب ها، در این تحقیق به ساخت و بررسی نانوساختارهای بنتونیت و بنتونیت فعال به عنوان یکی از جاذب های ارزان قیمت و با فراوانی بالا جهت جداسازی کبالت پرداخته می شود. فعال سازی یکی از روش های تصحیح خواص بنتونیت است که منجر به افزایش مساحت سطح ویژه در اثر باز شدن ذرات، حذف ناخالصی های معدنی، جذب بیشتر فلز در اثر جانشینی ایزومرفی، تبادل h+ خواهد شد. تصحیح خواص بنتونیت در اثر فعال سازی اسیدی به همراه سایر خواص ویژه ذکر شده بنتونیت به پارامتر های متعددی بستگی دارد که مهمترین آنها عبارتند از: نوع بنتونیت، نوع اسید یا باز، غلظت، نسبت جامد به مایع (l/s)، زمان، دما. بنتونیت و بنتونیت فعال دارای مصارف صنعتی بسیار متنوع و گسترده ای هستند برخی از کاربردهای بنتونیت عبارتند از: چسباننده در تهیه قالب های ریخته گری از جنس ماسه، چسباننده در تولید گلوله های سنگ آهن در صنایع گندله سازی، کاربرد در مهندسی ساختمان، در تهیه سیمان های پرتلند، استفاده در گل حفاری، در صنایع سرامیک و لعاب سازی به عنوان ماده اضافه شونده، استفاده به عنوان کاتالیست، مخزن نگهداری پسماند های مختلف و ... و نهایتا کاربرد بنتونیت به عنوان جاذب معدنی در جداسازی فلزات به ویژه کبالت. در این پروژه عملکرد بنتونیت طبیعی و بنتونیت فعال در جذب فلز کبالت مورد مطالعه قرار گرفته و فاکتورهای تاثیرگزار بر خصوصیات ساختاری بنتونیت فعال و تاثیر آن بر جذب کبالت مورد بررسی و مطالعه قرار می گیرد