حذف یون فلوئورید از محلول آبی با استفاده از نانو‌کامپوزیت هیدروژل بر پایه نشاسته - سدیم آکریلات - نانوآلومینیم‌ اکسید

وجود یون فلوئورید در آب از نظر آثار مفید و مضر بر سلامت انسان مورد توجه قرار گرفته است. هدف از این پژوهش، بررسی اثر نانو‌کامپوزیت هیدروژل بر پایه نشاسته- سدیم آکریلات/ نانوذرات آلومینیم ‌اکسید بر کارایی حذف فلوئورید از آب آشامیدنی و پساب‌های صنعتی است. آزمون‌ها در سامانه ناپیوسته و با تغییر فاکتورهای مؤثر مانند زمان تماس، غلظت اولیه یون فلوئورید در محلول، pH محلول، نسبت وزنی نشاسته به آکریلیک اسید و درصد وزنی نانوذرات آلومینیم ‌اکسید در نانو کامپوزیت هیدروژل تهیه شده بر جذب تعادلی و دینامیک یون فلوئورید بررسی شده است. داده‌های همدمای جذب حاصل از این پژوهش با مدل لانگمویر و فروندلیچ و داده‌های سینتیک جذب با مدل‌های شبه درجه اول و شبه درجه دوم تطبیق داده شده است. نتایج نشان داد، pH بهینه برای جاذب در محدوده ۵ تا ۷ بوده است. همچنین کارایی حذف فلوئورید با کاهش غلظت اولیه آن افزایش یافته است. نانو کامپوزیت هیدروژل تهیه شده (۴ درصد وزنی نانوذرات آلومینیم ‌اکسید) در ۶/۸ = pH و غلظت ppm 5 از یون فلوئورید در مدت زمان ۲۴۰ دقیقه و در دمای ۲۵ درجه سلسیوس، ۶۰ درصد از مقدار اولیه یون فلوئورید را جذب کرد. در همین شرایط، مقدار جذب تعادلی یون فلوئورید (پس از ۲۴ ساعت)، ۸۵ درصد برای محلول با غلظت 5ppm  و ۶۸ درصد برای محلول با غلظت 10 ppm  اندازه‌گیری شد. جذب یون‌های فلوئورید با مدل لانگمیر همراه است. سینتیک جذب  فلوئورید روی نانو‌کامپوزیت هیدروژل به کمک مدل شبه درجه اول بهتر توصیف شد. نتایج نشان داد نانو‌کامپوزیت هیدروژل استفاده شده در این مطالعه ظرفیت جذب قابل ملاحظه‌ای برای حذف فلوئورید دارد.