فصلنامه علمی مدیریت محیط زیست شهری

چکیده در پژوهش حاضر، بیوچار حاصل از میوه درخت سرو با استفاده از کیتوسان به‌عنوان یک پلیمر زیستی غنی از گروه‌های آمینی، اصلاح سطحی شد تا عملکرد آن در حذف یون‌های نیکل (II) از محلول‌های آبی ارتقا یابد. به منظور بررسی مکانیسم‌های احتمالی حذف نیکل از محلول‌های آبی، جاذب بیوچار خام و بیوچار اصلاح‌شده با استفاده از آنالیزهای BET، FTIR وFE-SEM مشخصه‌یابی گردیدند. نتایج BET نشان داد که پوشش‌دهی کیتوسان، سطح ویژه بیوچار را از 13/2 به m²/g 75/5 افزایش داده و قطر متوسط منافذ را از 97/10 به nm 26/6 کاهش داده است. طیف‌سنجی FTIR ظهور پیک‌های جدید در cm⁻¹ ۱۶۲۰ (گروه آمیدی C=O))) و cm⁻¹ ۳۴۳۰ (ارتعاش کششی N–H) را تأیید کرد که مؤید تثبیت موفق گروه‌های آمینی و آمیدی بر سطح جاذب است. فرآیند حذف نیکل با استفاده از روش سطح پاسخ با چهار متغیر غلظت اولیه نیکل، pH، دوز جاذب و زمان تماس بهینه‌سازی گردید. مدل درجه سوم کاهش یافته با ضریب تعیین بالای 0.98 برای هر دو جاذب، تطابق بسیار خوبی با داده‌های تجربی نشان داد. در شرایط آزمایشگاهی، بیوچار اصلاح‌شده با کیتوسان به ۵۵ درصد حذف نیکل دست یافت، در حالی‌ که بیوچار خام تنها ۵۱ درصد حذف را نشان داد. این بهبود عملکرد، حاصل هم‌افزایی سازوکارهای جذب فیزیکی در شبکه متخلخل توسعه‌یافته، کمپلکس‌سازی سطحی با گروه‌های آمینی/آمیدی، و تبادل یونی است. یافته‌های این مطالعه حاکی از آن است که اصلاح بیوچار میوه سرو با کیتوسان، به‌رغم ارتقای قابل قبول ظرفیت جذب نیکل، نیازمند مطالعات تکمیلی در سیستم‌های صنعتی واقعی است.

چکیده در مطالعه حاضر، استخراج لیتیوم از نمک های حاصل از شیرین سازی شورابه در معدن سنگ آهن گهر زمین (سیرجان) با استفاده از حلال استخراج کننده D2EHPA و رقیق کننده کروزین مورد بررسی قرار گرفته است. این مطالعه در مقیاس آزمایشگاهی شامل 29 مجموعه آزمایش با استفاده از سیستم استخراج حلالی می باشد. جهت انجام آزمایشات استخراج مورد نظر، حجم های مساوی از فاز آبی( ml 10) با فاز آلی (D2EHPA + کروزن) با غلظت مشخص در تماس قرار داده شد و سپس در همزن مغناطیسی به مدت های 30، 45و 60 دقیقه تحت عملیات همزنی در دمای آزمایشگاه (C °23) قرار گرفت. در این مطالعه، از طرح سطح پاسخ Box-Behnken به منظور بهینه سازی متغیرهای فرایند کلیدی استخراج حلالی مانند pH، نسبت فاز آلی به آبی، زمان عملیات همزنی و درصد D2EHPA برای بازیابی لیتیوم استفاده شد. مدل تداخلی و خطی (2FI vs Linear) به عنوان پاسخ برای بازیابی لیتیوم مورد استفاده قرار گرفت. صحت و اعتبار مدل توسط آنالیز واریانس (ANOVA) مورد ارزیابی قرار گرفت. با توجه به نتایج فرآیند، شرایط عملیاتی بهینه بازیابی لیتیوم 81/69% در میزان 2/29درصد حجمی استخراج کننده D2EHPA ، pH برابر 6/5 ، نسبت فاز آلی به آبی 3:1 و زمان عملیات همزنی 05/52 دقیقه به دست آمد. نتایج نشان داد که مدت زمان همزدن تاثیر کمتری نسبت به دو متغییر میزان استخراج کننده و نسبت O/A دارد. شاخص نسبت فاز آلی به آبی O/A نسبت به سایر پارامترها بر روی بازیابی لیتیوم موثرتر است.

چکیده در مطالعه حاضر، بیوچار خام میوه سرو تحت فرایند اصلاح شیمیایی، با استفاده از عصاره پوست گردو اصلاح گردید و بهینه سازی عملکرد آن بر حذف نیکل در محلول‌های آبی، متاثر از فاکتورهای مختلف (غلظت اولیه نیکل، pH محلول، میزان جاذب و زمان تماس) با استفاده از روش سطح پاسخ، مورد ارزیابی قرار گرفت. برخلاف انتظار، اصلاح شیمیایی سبب کاهش سطح ویژه و کاهش گروه‌های عامل موثر در حذف نیکل (گروه‌های عامل حاوی اکسیژن دار و C-C) در مقایسه با نمونه بیوچار غیر اصلاحی شد. بررسی‌های انجام شده از حذف نیکل توسط بیوچار اصلاح شده نیز نشان از کاهش معنی دار حذف نیکل توسط این جاذب در شرایط یکسان در مقایسه با نمونه غیر اصلاحی داشت، به نحوی که میزان متوسط حذف نیکل در شرایط مشابه در جاذب غیر اصلاحی، 1/8 برابر بیشتر از جاذب اصلاح شده بود. بررسی فاکتورهای موثر بر حذف نیکل در دو جاذب اصلاح شده و غیر اصلاح شده نشان داد که با افزایش غلظت اولیه نیکل، حذف نیکل روند کاهشی داشت؛ در حالی که با افزایش مقادیر سایر فاکتورها، حذف نیکل روند نسبتا افزایشی را نشان داد. نتایج مطالعه حاضر نشان می‌دهد، اصلاح و مهندسی بیوچارها به روش شیمیایی ذکر شده، با تاثیر بر کاهش جذب فیزیکی (کاهش سطح ویژه) و شیمیایی (کاهش شدت گرو‌ه‌های عامل موثر بر جذب)، سبب کاهش راندمان حذف نیکل در مقایسه با نمونه خام بیوچار شده است، که فرضیه افزایش همیشگی کارایی حذف فلزات سنگین با اصلاح شیمیایی بیوچار را به چالش می‌کشد.