فصلنامه علمی مدیریت محیط زیست شهری
فصلنامه مدیریت محیط زیست شهری

بهینه‌سازی و مدل سازی حذف نیکل از محلو‌‌ل‌های آبی با استفاده از بیوچار میوه سرو پوشش‌یافته با کیتوسان

مقالات آماده انتشار

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

رضا جزینی زاده 1
محبوب صفاری 1
سید مرتضی موسوی راد 2

1 گروه محیط زیست، پژوهشگاه علوم و تکنولوژی پیشرفته و علوم محیطی، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، کرمان

2 پژوهشگاه علوم و تکنولوژی پیشرفته و علوم محیطی، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، کرمان

10.48306/juem.2026.581369.1152
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.

کلیدواژه‌ها

کلمات کلیدی: بیوچار
کیتوسان
حذف نیکل
روش سطح پاسخ
باکس بنکن
فصلنامه علمی مدیریت محیط زیست شهری

مقالات آماده انتشار، اصلاح شده برای چاپ
انتشار آنلاین از 31 خرداد 1405

  • تاریخ دریافت 22 اردیبهشت 1405
  • تاریخ بازنگری 13 خرداد 1405
  • تاریخ پذیرش 29 خرداد 1405
  • تاریخ اولین انتشار 31 خرداد 1405
  • تاریخ انتشار 31 خرداد 1405

صفحه اصلی

راهنمای نویسندگان

ارسال مقاله

داوران

تماس با ما