جذب رقابتی مس و منگنز از محلول‌های آبی توسط خرده لاستیک فرسوده

سابقه و هدف: برخی از فلزات سنگین نظیر مس و منگنز سمی بوده و به دلیل پایداری زیاد در محیط، جزو آلاینده‌های خطرناک محسوب می‌شوند. فلزات سنگین از طریق فعالیت‌های طبیعی و انسانی به خاک و محیط زیست افزوده می‌شوند. فلزات سنگین در طبیعت غیر‌قابل‌تجزیه بوده و سمیت زیادی برای گیاهان، حیوانات و انسان ایجاد می‌کنند. روش‌های مختلفی نظیر فیلتراسیون، رسوب شیمیایی، تبادل یونی و جذب سطحی توسط کربن فعال و جاذب‌های ارزان‌قیمت برای حذف فلزات سنگین از محلول‌های آبی وجود دارد. خرده‌های لاستیک به عنوان یک جاذب ارزان قیمت در حذف فلزات سنگین مورد توجه قرار‌ گرفته‌است. اطلاعات چندانی در ارتباط با جذب رقابتی فلزات سنگین توسط خرده‌های لاستیک در سیستم‌های حاوی چند فلز وجود ندارد. بنابراین پژوهش حاضر با هدف ارزیابی رفتار جذبی مس و منگنز روی اندازه‌های مختلف خرده لاستیک در یک سیستم رقابتی انجام شد.مواد و روش‌ها: خرده‌های لاستیک با سه اندازه 125/0-088/0، 250/0-177/0 و 500/0-353/0 میلی‌متر از کارخانه لاستیک یزد‌ تایر تهیه شد. یک آزمایش پیمانه‌ای با اضافه کردن 200 میلی‌گرم از هر سه اندازه خرده لاستیک به 10 میلی‌لیتر محلول حاوی مس+ منگنز در غلظت‌های 10 تا 50 میلی‌گرم‌بر‌لیتر انجام شد. بعد از 24 ساعت، سوسپانسیون از کاغذ صافی عبور داده شد و غلظت باقی‌مانده مس و منگنز در عصاره به کمک روش جذب اتمی اندازه‌گیری شد. یافته‌ها: با افزایش غلظت مس و منگنز، میزان جذب این فلزات توسط خرده‌های لاستیک افزایش یافت. بیشترین میزان جذب مس (9/1088 میلی‌گرم بر کیلوگرم) توسط خرده لاستیک با اندازه 125/0-088/0 صورت گرفت و با افزایش اندازه خرده لاستیک به 500/0-353/0 میلی‌متر مقدار جذب آن در حدود 35 درصد کاهش یافت. در بالاترین غلظت، جذب مس توسط خرده‌های لاستیک از طریق رقابت با منگنز کاهش یافت. در تمامی غلظت‌های به کار‌رفته، منگنز کمترین سایت‌های جذب را اشغال کرد. اگرچه جذب منگنز تحت تأثیر اندازه خرده‌‌لاستیک قرار نگرفت، ولی جذب آن توسط خرده‌لاستیک از طریق رقابت با مس محدود شد. داده‌های جذب برازش بهتری را در معادله لانگمویر (94/0R2=) در مقایسه با فروندلیچ (87/0R2=) نشان دادند که نشان از جذب تک‌لایه‌ای مس و منگنز توسط خرده لاستیک دارد. مقادیر حداکثر ظرفیت جذب محاسبه شده از معادله لانگمویر (qm) نشان داد که جذب مس بیشتر از منگنز می-باشد. با کاهش اندازه خرده‌های لاستیک، مقدار qm افزایش یافت. در این مطالعه عامل جدایش (RL) برای پیش‌بینی مطلوبیت جذب در سیستم جذب محاسبه گردید. در تمامی شرایط مقدار RL بین صفر تا یک متغیر بود که نشان از جذب مطلوب مس و منگنز توسط سه اندازه خرده لاستیک داردنتیجه‌گیری: نتایج این مطالعه نشان داد که خرده‌های لاستیک (به ویژه در کوچکترین اندازه) توانایی مناسبی جهت جذب مس و منگنز در یک سیستم رقابتی را دارا می‌باشند. اگرچه داده‌های جذب سطحی مس و منگنز توسط خرده‌های لاستیک به خوبی توسط دو معادله لانگمویر و فروندلیچ توصیف شدند، اما معادله لانگمویر برازش بهتری را در مقایسه با معادله فروندلیچ نشان داد.