یکی از آلاینده های مطرح در منابع آبی مربوط به ماده سمی فنل وترکیبات آن می باشد. نیتروفنل ها از جمله پارانیتروفنل (PNP) از سمی ترین این گروه بوده و حذف آن از اهمیت زیادی برخوردار می باشد. برای حذف و کاهش PNP در آبهای آلوده وپساب های صنعتی، توسط جاذب های مختلف مطالعات کمی انجام شده است. هدف این پژوهش بررسی ظرفیت جذب کربن فعال با حفرات نانو و اصلاح ساختار و تغییر در توزیع حفرات با استفاده از اسید فسفریک به منظور حذف PNP از محلول های آبی، در شرایط دمایی ثابت می باشد. ابتدا میزان جذب PNP توسط کربن فعال اولیه اندازه گیری شد. سپس بهینه سازی کربن فعال طی مراحل جداگانه انجام شد و پارامترهایی نظیر مقدار جاذب، غلظت اولیه PNP غلظت اسید فسفریک، زمان تماس، ph و همچنین زمان و دمای استفاده ازکوره مورد بررسی قرار گرفت. در بررسی غلظت اسید فسفریک از 6 تا 35 درصد مشاهده شد بهترین غلظت، 20 درصد می باشد با درصد جذب %99.5. اثر دما و زمان کوره در افزایش کیفیت کربن فعال از 400oc تا 600ocنشان داد مناسبترین دما و زمان به ترتیب 550oc و 40 دقیقه می باشد. تغییرات pH در محدوده 1 تا 5 نیز نشان داد که بالاترین مقدار جذب در pH 1 و 2 با درصد جذب یکسان 99.5 درصد صورت می گیرد. زمان به تعادل رسیدن جذب بر روی کربن فعال در زمان های مختلف نشان داد حداکثر جذب با غلظت 10000ppm از PNP در زمان 180 دقیقه حاصل می شود با مقدار 142.22 میلی گرم بازای هر گرم جاذب. در مرحله آخر مقایسه ظرفیت جذب کربن فعال بهینه شده با جاذب های نانوتیوب تک جداره و چندجداره کربن، نانوذره آهن و کربن فعال اولیه انجام شد که بیانگر برتری کربن فعال بهینه شده در این تحقیق می باشد. ظرفیت جذب بدست آمده در این پژوهش در مقایسه با مقادیر گزارش شده در حد مطلوب بوده و قابل رقابت با نمونه های مشابه می باشد.

سیانید از جمله مواد سمی است که در پساب بسیاری از صنایع وجود دارد و راه های متفاوتی برای کاهش آن بررسی شده است، از جمله می توان به روش های اکسایش با ازن، تخریب با تابش پرتو فرابنفش، کلردار کردن قلیایی و تخریب با استفاده از پراکسید هیدروژن اشاره کرد. هر کدام از این روش ها دارای معایب و برتری های گوناگونی هستند اما از میان آن ها، جذب سطحی یک روش مؤثر و کارآمد محسوب می شود. از طرفی زئولیت ها که آلومینوسیلیکات بلورین و آبدار فلزهای قلیایی و قلیایی خاکی هستند، توانایی جذب کاتیون ها و آنیون ها را دارد. در این پژوهش، جذب سطحی یون سیانید از محلول های آبی با استفاده از زئولیت و عامل های مؤثر بر آن مورد مطالعه قرار گرفته است. برای تهیه محلول سیانید بر اساس روش استاندارد از نمک سدیم سیانید و برای تنظیمpH از محلول های 1/0 مولار هیدروکلریدریک اسید و سدیم هیدروکسید استفاده شد. در این پژوهش، به بررسی عامل های اثر pH اولیه محلول، اثر غلظت اولیه محلول، اثر مقدار جاذب، اثر زمان تماس و اثر دما بر جذب سطحی یون های سیانید با نانوجاذب زئولیت کلینوپتیلولیت پرداخته شد و پس از بررسی های انجام شده مقدارهای بهینه و مناسب هر یک از پارامترهای مؤثر (6pH=، غلظت اولیه محلول یون سیانید 150 میلی گرم در لیتر، مقدارجاذب یک گرم بر لیتر، زمان تماس 60 دقیقه و دما 22 درجه سلسیوس) که بیش ترین مقدار درصد جذب یون سیانید را دارا می باشد به دست آمد. تحت این شرایط بهینه، بیش ترین درصد جذب آنیون سیانید بر روی نانوجاذب زئولیت کلینوپتیلولیت 85 درصد به دست آمد. همچنین به بررسی رابطه بین داده های تجربی و معادله هم دماهای لانگمویر، فروندلیچ و تمکین پرداخته شد. مقدارR2 برای هم دماهای لانگمویر، فروندلیچ و تمکین به ترتیب 8337/0، 9837/0 و 99/0 به دست آمد که نشان می دهد بین داده های تجربی و هم دمای تمکین تطابق بیش تری نسبت به دو هم دمای دیگر وجود دارد.

در این تحقیق اثر نانوجاذب های نی و پوشال نیشکر به منظور حذف نیترات از محلول آبی مورد بررسی قرار گرفت. اثر عواملی مانند جرم جاذب، غلظت نیترات ورودی، pH و حضور سایر یونهای رقابتی روی جذب نیترات مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج نشان داد که برای هر دو جاذب، زمان تعادل پس از 2 ساعت و حداکثر جذب نیترات در pH=6 به دست آمد. در جاذب پوشال نیشکر اصلاح شده با افزایش جرم جاذب از 0.1 تا 0.5 گرم، راندمان حذف از 45% به 75% افزایش یافت، اما با افزایش میزان جاذب از 0.5 گرم تا 1 گرم، راندمان جذب ثابت ماند. برای جاذب نی اصلاح شده با افزایش جرم جاذب از 0.1 تا 0.3 گرم، راندمان حذف از 60% به 85% افزایش یافت، اما با افزایش میزان جاذب از 0.3 گرم تا 1 گرم، راندمان حذف ثابت باقی ماند. با افزایش غلظت نیترات محلول (120-5 میلی گرم بر لیتر)، راندمان حذف در نانوجاذب های پوشال نیشکر و نی اصلاح شده به ترتیب از 87% به 66% و 90% به 67% کاهش پیدا نمود. فرایند جذب از ایزوترم فروندلیچ تبعیت کرد. نتایج این مطالعه نشان داد که نانو جاذب های نی و پوشال نیشکر اصلاح شده قابلیت حذف یونهای نیترات را دارا بوده و از بین دو جاذب، نانو جاذب نی توانایی بیشتری در حذف نیترات دارا است.

در دسترس بودن آب سالم و پاک از مهم ترین مسائل پیش روی بشر است. آلودگی آب های زیرزمینی و سطحی به نیترات در بسیاری از مناطق جهان، مشکلی جدی به شمار می رود. این پژوهش با هدف بررسی امکان استفاده از نانوجاذب کاه و کلش گندم به عنوان نوعی جاذب ارزان قیمت و مقرون به صرفه در حذف نیترات از محلول های آبی صورت گرفت. در این تحقیق اثر عواملی مانند pH، جرم جاذب، زمان تماس و غلظت اولیۀ نیترات آزمایش شد. همچنین به منظور بررسی کارایی این جاذب و استفاده از آن در آزمایش های ناپیوسته، آزمایش های واجذب انجام گرفت. از مدل های سینتیک شبه مرتبۀ اول لاگرگرن و سینتیک شبه مرتبۀ دوم هوو برای بررسی فرایند جذب استفاده شد. همچنین با استفاده از مدل های ایزوترم فروندلیچ و لانگمیر، داده های جذب تعادلی تجزیه وتحلیل شد. با توجه به نتایج به دست آمده، pH بهینۀ جذب برای این جاذب، 5 و زمان تعادل برای آن، 30 دقیقه به دست آمد. افزایش مقدار جاذب در ابتدا سبب افزایش جذب نیترات شد. افزایش مقدار کاه و کلش گندم به بیش از 0/5گرم تأثیری بر کارایی جذب بیشتر نیترات نداشت. با افزایش غلظت اولیۀ نیترات بازده حذف یون نیترات توسط نانوجاذب کاه و کلش گندم کاهش یافت. بر اساس نتایج به دست آمده فرایند جذب از مدل سینتیک شبه مرتبۀ دوم هوو تبعیت کرد و داده های جذب با ایزوترم فروندلیچ مطابقت بیشتری داشت. بنابراین می توان گفت نانوجاذب کاه و کلش گندم به منزلۀ جاذب مناسب و مقرون به صرفه با حداقل تکنولوژی در حذف نیترات کاربرد دارد.

فیلترهای شنی بخش ضروری فرایند های تصفیه متعارف اند. ذرات سیلیس فیلترهای تند شنی در حذف مواد آلی محلول، پتانسیل کمی دارند. با ایجاد پوششی از نانولوله های کربنی روی ذرات سیلیس، نه تنها می توان مشکلات استفاده از نانولوله های کربنی در حالت دوغابی را برطرف کرد، بلکه می توان پتانسیل فیلتر ها را در حذف مواد آلی محلول افزایش داد. در این تحقیق از روش های فیزیکی و شیمیایی برای پوشش نانولوله کربنی روی سیلیس استفاده شده است. بررسی استحکام پوشش نشان می دهد که برخلاف پیوند فیزیکی، پیوند شیمیایی دارای استحکام قوی بین بستر و پوشش است. عکس های میکروسکوپ الکترونی روبشی از بستر سیلیس نشان می دهد نانولوله های کربنی به صورت غیریکنواختی روی ذرات سیلیس پوشش یافته اند. نتایج جذب نشان می دهد با ایجاد پوشش روی سیلیس، میزان حذف هیومیک اسید ها از 1 درصد سیلیس خام به بیش تر از 70 درصد رسیده است. مطالعات احیا در محیط های قلیایی نشان دهنده شرایط بهینه واجذب در مدت زمان 30 دقیقه و در pH=13 است، به طوری که ظرفیت جذب بعد از 5 سیکل متوالی احیا در مقادیر مناسبی باقی مانده و به حدود 40 میلی گرم به گرم رسیده است.

سابقه و هدف: پساب صنعتی و آب آلوده به مواد شیمیایی در محیط زیست رها می شود و در نتیجه آلودگی جذب خاک شده و با آلوده سازی منابع محدود موجود موجب تولید محصولات غیر سالم و مضر برای سلامتی خواهد شد. از بهترین روش های حذف آلاینده های آلی از آب آلوده جذب سطحی است. هدف این پژوهش حذف رنگدانه فنل رد از محلول های آبی توسط نانوذرات مغناطیسی مگنتیت است. مواد و روش ها: نانوذرات مگنتیت از روش هم رسوبی و احیای هم زمان یون های 〖 Fe〗 ^(+3)/〖 Fe〗 ^(+2) با نسبت 2 به 1 با محلول سود در محلول آبی و تحت جو نیتروژن سنتز شده و با استفاده از تکنیک های FTIR، SEM وXRD شناسایی شدند. برای سنجش غلظت طول موج جذب ماکزیمم فنل رد، دستگاه اسپکتروفوتومتر UV-VIS در محدوده طول موج 400 تا800 نانومتر مورد بررسی قرار گرفت که طول موج ماکزیمم فنل رد در 431 نانومتر تعیین گردید. جذب فنل رد بر روی نانوذره ی Fe3O4 در محیط ناپیوسته مورد ارزیابی قرار گرفت. پارامترهای مورد بررسی در این پژوهش شامل مقدارهای اولیه نانوذره (005/0، 01/0، 015/0 و 02/0 گرم)، غلظت اولیه فنل رد (20، 10، 5 و30 میلی گرم برلیتر)، pH اولیه (1، 4، 7، 9 و 12)، زمان تماس (5 تا40 دقیقه) و فرایند واجذب نانوجاذب می باشد. مدل های ایزوترم جذب دو پارامتری لانگمویر، فروندلیچ وتمکین مورد بررسی قرار گرفت. مقایسه داده های تجربی با مدل های سینتیکی شبه درجه اول، شبه درجه دوم و نفوذ بین ذره ای مطالعه شد. اثر دما بر فرایند جذب سطحی، با بررسی ثابت های ترمودینامیکی فرایند جذب سطحی شامل انرژی آزاد گیبس(∆ G0)، تغییرآنتروپی(∆ S0) و تغییر آنتالپی(∆ H0) در دماهای 293، 300، 305 و310 درجه کلوین مورد بررسی قرار گرفت. یافته ها: با افزایش و کاهش pH از 7 میزان حذف فنل رد افزایش می یابد. افزایش جذب فنل رد در pHهای پایین و بالا نسبت به pH خنثی به دلیل تبدیل آلاینده به یون است که موجب افزایش میزان جذب آلاینده فنل رد بر روی نانوجاذب می شود. جذب پس از 30 دقیقه به تعادل می رسد. بیشترین ظرفیت جذب در غلظت 30 میلی گرم بر لیتر از آلاینده در حضور 01/0گرم در میلی لیتر از جاذب و در دمای 20درجه سانتی گراد و در 7 pH = اتفاق می افتد. به دلیل گرماگیر بودن فرایند، افزایش دما مقدار جذب را افزایش می دهد. ایزوترم فروندلیچ مطابقت بهتری با داده های تجربی دارد. مدل شبه درجه دوم با ضریب همبستگی 9999/0 و ثابت سرعت 0202/0 بهترین مدل سینتیکی توصیف کننده فرایند جذب است. مقادیر ثابت های ترمودینامیکی ∆ H0 و ∆ S0 به ترتیب kj/mol 278/79 وj/(k∙ mol) 389/284 می باشند. ∆ H0 و ∆ S0 مثبت به ترتیب نشان دهنده گرماگیر بودن فرایند جذب و افزایش بی نظمی در سطح مشترک مایع-جامد در طی جذب است. ∆ G0 منفی نشان دهنده خود به خودی بودن فرایند جذب است. نتیجه گیری: نانوجاذب مگنتیت می تواند به عنوان یک جاذب مناسب در حذف آلاینده فنل رد از محلول های آبی و پساب های صنعتی قبل از رها سازی در محیط زیست استفاده شود.

تصفیه انواع پساب های صنعتی و بازگردانی آب به چرخه مصرف از اهمیت زیادی برخوردار است. در این پژوهش با تولید نانوجاذب کامپوزیتی نایلون6/ نانوذرات زیرکونیا شرایط برای جداسازی کاتیون فلزات سنگین (مانند Cu، Ni و Co) به عنوان یکی از آلاینده های مهم آب بررسی شده است. نانوجاذب کامپوزیتی با مقادیر مختلف زیرکونیا توسط روش الکتروریسی تولید شد. به منظور بررسی ریزساختار و بنیان های مولکولی در نانوجاذب کامپوزیتی به ترتیب از آزمون های SEM و FTIR استفاده شد. نتایج ریزساختارشناسی نشان داد که با افزایش نسبت سرامیک به پلیمر میانگین قطر الیاف از 387 به 105 نانومتر و تخلخل سطحی از 1/83 به 6/65 درصد کاهش یافت. علاوه بر این، از توزیع همگن نانوذرات روی الیاف کاسته و عیوب الکتروریسی مانند آگلومراسیون نانو ذرات روی برخی الیاف مشاهده شد. افزودن نانوذرات زیرکونیا بنیان های مولکولی نایلون 6 را تغییر نداد. با توجه به توزیع و ایجاد مواضع فیزیکی همگن توسط نانوذرات زیرکونیا، نسبت سرامیک به پلیمر برابر 88/0 (g/g) به عنوان ترکیب بهینه انتخاب شد. تغییرات زاویه تماس آب روی سطح نانوجاذب نشان داد که سطح مورد مطالعه در لحظه ابتدایی تماس آب گریز و در ادامه آب دوست است. بررسی سینتیک جذب کاتیون فلزات سنگین توسط نانوجاذب نشان داد که از مدل شبه درجه اول تبعیت می کند. بیشینه مقدار جذب کاتیون فلزات Cu، Ni و Co به ترتیب برابر 6/9، 7/8 و 8/4 میلی گرم بر سانتی متر مربع بود که بیانگر بهره وری بالای نانوجاذب کامپوزیتی نایلون6/ زیرکونیا در جذب کاتیون های فلزات سنگین است. بنابراین با توسعه انواع مختلف نانوجاذب پلیمر-سرامیک امکان بازچرخانی پساب صنعتی فراهم می شود.

فتالات ها از مهمترین آلاینده های نوظهور مطرح در چالش سلامت انسان، ایمنی غذایی و حفظ محیط زیست هستند. در این میان، آلودگی خاک های کشاورزی با ترکیب شیمیایی مختل کننده غدد درون ریز دی(2-اتیل هگزیل) فتالات در سطح جهانی تایید شده است. در این پژوهش قابلیت جذب کمپوست غنی شده با نانوذرهFe3O4، در حذف DEHP شناسایی گردید. تاثیر پارامترهای دوز جاذب در بازه (5-2) گرم بر لیتر، pH(11-3) و غلظت آلاینده DEHP در بازه (10-5) میلی گرم بر لیتر بر درصد کارایی جذب با روش سطح پاسخ در نرم افزار دیزاین اکسپرت (11.0.3.0) بهینه سازی شد. نتایج آزمایش های تعادلی سینتیک، فرآیند دو مرحله ای را با احتساب 6 ساعت زمان تعادلی، برای جذب اگزوترمیک DEHP در دمای 25 درجه سانتی گراد نشان داد. ضمن آنکه فرآیند جذب با مدل سینتیک خطی و غیرخطی شبه درجه دوم کاذب (0/9932=R2) و شکل خطی ایزوترم فروندلیچ (0/9906=R2) به بهترین وجه برازش داده شد. در طراحی مرکب مرکزی، مدل معنی دار درجه دوم در پیش بینی برهم کنش متغیرها به خوبی برازش یافت (Adjusted R2=0/9753 ،P-value<0/0001). شرایط بهینه کارایی جذب 74/173 درصد در شرایط دوز نانوجاذب 4/157 گرم بر لیتر، pH معادل 5/85، غلظت DEHP معادل 4/88 میلی گرم بر لیتر و با مطلوبیت 0/987 حاصل شد. مقایسه طیف های جذبی FTIR، مشارکت فعال باندهای O-H گروه های عاملی فنل، الکل، کربوکسیل و آمین نوع اول (N-H) جاذب را در جذب DEHP از طریق برهم کنش با اکسیژن گروه استرفتالات (C = O) تایید کرد. بنابراین کاربرد جاذب Compost/Fe3O4 NPs با پایه پسماندهای آلی به واسطه کارایی موثر و قابل قبول می تواند به عنوان روشی کم هزینه و دوست دار محیط زیست در حذف آلاینده مقاوم DEHP از بوم سازگان های حساس و نیز با هدف بهبود کارآیی زیست پالایی در خاک های کشاورزی اصلاحی با کمپوست پیشنهاد گردد.

رنگ ها از نظر علمی و عمومی نوع جدیدی از آلودگی های زیست محیطی هستند که باعث نگرانی در سطح جهانی شده اند. پژوهش های زیادی در این زمینه برای حذف رنگ ها از فاضلاب ها بر مبنای فرایند جذب سطحی به وسیله نانوجاذب ها انجام شده است. بر مبنای آن، این پژوهش سنتز نانوجاذب مغناطیسی جدیدی بر پایه هیدروژل بیدهای کیتوسان را برای حذف رنگ کاتیونی متلین بلو از محلول های آبی را تشریح می کند. به طوری که هیدروژل بیدهای کیتوسان با سلولز شبکه ای شد و در حضور نانوذرات بنتونیت مغناطیسی (Fe3O4/Bent) سنتز شدند. نانوذرات Fe3O4/Bent از سنتز نانوذرات مغناطیسی Fe3O4 در حضور نانورس بنتونیت به روش همرسوبی و درجا بدست آمد. ساختار نانوجاذب های بدست آمده با روش های FT-IR، XRD، FE-SEM، TEM و VSM مورد بررسی قرار گرفت. اثر پارامترهای مهم بر فرایند جذب سطحی رنگ متیلن بلو از جمله اثر pH، اثر زمان تماس، اثر غلظت اولیه رنگ و اثر دما بررسی و مطالعه شد. نتایج حاصل از فرایند جذب رنگ متیلن بلو نشان داد که داده های تجربی بدست آمده بترتیب از مدل سینتیک شبه مرتبه دوم و مدل همدمای لانگمویر مطابقت دارد. همچنین، سنجه های ترمودینامیکی فرایند جذب (Δ, H، Δ, S و Δ, G)، جذبی گرماگیر و خودبه خودی را نشان داد.

یکی از روش های متداول برای حذف آلاینده های آب و پساب استفاده از فرایند جذب سطحی به وسیله جاذب هاست. در این پژوهش جاذب مزوپورکربنی CMK-3 که یک جاذب شناخته شده و به نسبت جدید است در فرایند حذف رنگ آزوی کاتیونی Janus Green B استفاده شده است. جاذب CMK-3 به وسیله روش قالب گیری سخت از پیش ماده سیلیکاتی SBA-15 تهیه شده و با روش پراش پرتو (XRD) X، جذب - واجذب نیتروژن و همچنین تصویرهای میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و تجزیه عنصری (EDX) شناسایی و تایید شد. عوامل موثر در انجام فرایند حذف از جمله اثر زمان تماس جاذب با محلول رنگ، pH، غلظت ابتدایی رنگ، غلظت الکترولیت و دما مورد بررسی قرار گرفت. نتیجه های به دست آمده از آزمایش ها نشان داد که جاذب در زمانی حدود 1 ساعت با رنگ به تعادل می رسد و حذف رنگ در محلول بازی بهتر صورت می گیرد. همچنین فرایند جذب با افزایش غلظت ابتدایی رنگ و غلظت نمک افزایش پیدا کرد. اما با افزایش دما مقدار حذف رنگ کاهش می یابد این نتیجه گرمازا و خود به خودی بودن فرایند را نشان می دهد.