حذف کروم شش ظرفیتی از محلول‌های آبی با استفاده از زئولیت کلینوپتیلولایت سمنان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، مهندسی بهداشت محیط، گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکدة بهداشت و عضو مرکز تحقیقات فناوری‌های زیست‌محیطی، دانشگاه علوم پزشکی جندی‌شاپور اهواز، اهواز، ایران

2 استاد، مهندسی بهداشت محیط، گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکدة بهداشت و عضو مرکز تحقیقات فناوری‌های زیست‌محیطی، دانشگاه علوم پزشکی جندی‌شاپور اهواز، اهواز، ایران

3 کارشناس‌ارشد، مهندسی بهداشت محیط، گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکدة بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی جندی‌شاپور اهواز، اهواز، ایران

چکیده

اهداف کروم شش ظرفیتی یکی از فلزات سنگین دارای سمیت بهداشتی و محیط‌زیستی است که از طریق فاضلاب‌های صنعتی وارد منابع پذیرندة آبی می‌شود. هدف از پژوهش فعلی تعیین کارایی زئولیت کلینوپتیلولایت تهیه‌شده از معادن واقع در جنوب شرق سمنان در حذف کروم شش ظرفیتی از محلول آبی سنتتیک بود.
مواد و روش‌هاپس از اصلاح زئولیت به روش شیمیایی، متغیرهای pH در محدودة 2-10، دوز جاذب در محدودة 2-20 گرم بر لیتر، زمان‌ماند در محدودة 5-150 دقیقه و غلظت کروم شش ظرفیتی در محدودة 10-50 میلی‌گرم بر لیتر به روش یک عامل در زمان مطالعه شد. همچنین، همبستگی داده‌ها با ایزوترم‌ها و سینتیک‌های جذب بررسی شد.
یافته‌هادر سطوح بهینة pH معادل دو، زمان واکنش سی دقیقه، دوز جاذب 8 گرم بر لیتر و غلظت اولیة کروم شش ظرفیتی 10 میلی‌گرم بر لیتر بیشترین بازدة حذف معادل 53/99 درصد مشاهده شد. ایزوترم فروندلیچ و سیتیک شبه درجة دوم بیشترین همبستگی را با داده‌های تجربی داشت.
نتیجه‌گیرینتایج حاصل از پژوهش فعلی در مقیاس آزمایشگاهی نشان می‌دهد که زئولیت طبیعی کلینوپتیلولایت جاذب کارآمدی برای حذف کروم شش ظرفیتی از محلول‌های آبی است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Removal of Cr(VI) from Aqueous Solutions Using Semnan Natural Clinoptilolit Zeolite

نویسندگان [English]

  • Sahand Jorfi 1
  • Nematallah Jafarzadeh Haghighifard 2
  • Mohammad Javad Ahmadi 3
  • Narjes Shaheidar 3
  • Hakimeh Purhoseini 3
1 Assistant Proffesor, Department of Environmental Health Engineering, School of Health, Ahvaz Judishapur University of Medical Sciences, Ahvaz, Iran
2 Proffesor, Department of Environmental Health Engineering, School of Health, Ahvaz Judishapur University of Medical Sciences, Ahvaz, Iran
3 M.Sc. of Environmetal Health, School of Health, Ahvaz Judishapur University of Medical Sciences, Ahvaz, Iran
چکیده [English]

Background & Objectives: Cr(IV) is a toxic heavy metal with dangerous effects on health and environment and is discharged through industrial effluents. The main aim of the current study was to determine the efficiency of natural zeolite on removal Cr(IV) from aqueous solutions.
Materials & Methods: Following the chemical modification of Zeolite, the study variables including pH (2-10), adsorbent dosage (2-20 g/L), reaction time (5-150 min) and Cr(IV) concentration (10-50) were optimized according to the one at the time experimental design. The correlation of obtained data with conventional isotherms and kinetics were also studied.
Results: In optimum pH 2, reaction time of 30 min and adsorbent dosages of 8 g/L, the most removal efficiency of 99.53% was observed for initial Cr(IV) concentration of 10 mg/L. The Freundlich isotherm and pseudo –second order kinetics were better fitted to the findings.
Conclusions:According to findings of current study in lab scale, it can be concluded that natural Zeoliite can be considered as an efficient and cost effective alternative on treatment of effluents containing Cr(IV).

کلیدواژه‌ها [English]

  • adsorption
  • clinoptilolite zeolite
  • Cr(IV)
[1] Gueye M, Richardson Y, Kafack F, Blin J. 2014. High efficiency activated carbons from African biomass residues for the removal of chromium (VI) from wastewater. Journal of Environmental Chemical Engineering, 2014; 2(1): 273-1.
[2] Sreenivas K, Inarkar S, Gokhale S, Lele S. Re-utilization of ash gourd (Benincasa hispida) peel waste for chromium (VI) biosorption: Equilibrium and column studies. Journal of Environmental Chemical Engineering, 2014; 2(1): 455-2.
[3] Rahmani F, Haghighi M, Amini M. The beneficial utilization of natural zeolite in preparation of Cr/clinoptilolite nanocatalyst used in CO2-oxidative dehydrogenation of ethane to ethylene.Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 2015; 31: 142-5.
[4] Ghodrati S, Mosavi G, Allahabadi A. Comparing the performance of NH4Cl-activated carbon with standard activated carbon for humic acid adsorption from aqueous solutions. Journal of Sabzevar University of Medical Sciences, 2015; 22: 270-1.
[5] Nguyen T, Loganathan P, Nguyen T, Vigneswaran S, Kandasamy J, Naidu R. Simultaneous adsorption of Cd, Cr, Cu, Pb, and Zn by an iron-coated Australian zeolite in batch and fixed-bed column studies. Chemical Engineering Journal, 2015; 270: 393-4.
[6] Lv G, Li Z, Jiang W, Ackley C, Fenske N, Demarco N. Removal of Cr(VI) from water using Fe(II)-modified natural zeolite. Chemical Engineering Research and Design, 2014; 92: 384-0.
[7] Kumar V, Hayashi SH. Modification on natural clinoptilolite zeolite for its NH4+ retention capacity. Journal of Hazardous Materials, 2009; 169: 29-5.
[8] Vassileva P, Voikova D. Investigation on natural and pretreated Bulgarian clinoptilolite for ammonium ions removal from aqueous solutions. Journal of Hazardous Materials, 2009; 170 (2-3): 948-3.
[9] Barczyk K, Mozgawa W, Król M. Studies of anions sorption on natural zeolites. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, 2014; 133: 876-2.
[11] Gedik K, Imamoglu I. Removal of cadmium from aqueous solutions using clinoptilolite: Influence of pretreatment and regeneration. Journal of Hazardous Materials, 2008; 155(2): 385-2.
[12] Kocaoba S, Orhan O, Akyüz T. Kinetics and equilibrium studies of heavy metal ions removal by use of natural zeolite. Desalination, 2007; 214: 1-0.
[13] Ouadjenia-Marouf F, Marouf R, Schott J, Yahiaoui A. Removal of Cu (II), Cd (II) and Cr (III) ions from aqueous solution by dam silt. Journal of Chemistry, 2014; 6(4): 401-6.
[14] Sprynsky M, Buszewski B, Terzyk A, Namiesnik J. Study of the selection mechanism of heavy metal (Pb2+, Cu2+, Ni2+, and Cd2+) adsorption on clinoptilolite. Journal of Colloid and Interface Science, 2006; 304(1): 21-8.
[15] Anari-Anaraki M, Nezamzadeh-Ejhieh A. Modification of an Iranian clinoptilolitenano-particles by hexadecyltrimethyl ammonium cationic surfactant and dithizone for removal of Pb(II) from aqueous solution. Journal of Colloid and Interface, Science, 2015; 404: 272-1.
[16] Ajoudanian N, Nezamzadeh-Ejhieh A. Enhanced photocatalytic activity of nickel oxide supported on clinoptilolite nanoparticles for the photodegradation of aqueous cephalexin. Materials Science in Semiconductor Processing, 2015; 36: 162-9.
[17] Takdastan A, Tashrifat A, Eslami R, Eslami A. Investigation of the hexavalent chromium adsorption onto activated sugarcane bagasse and determining of the Kinetic and equilibrium modelling. Journal of Sabzevar University of Medical Sciences, 2014; 21: 665-4.
[18] Mihaly-Cozmuta L, Mihaly-Cozmuta A, Peter A, Nicula C, Tutu H, Silipas D, Indrea E. Adsorption of heavy metal cations by Na-clinoptilolite: Equilibrium and selectivity studies. Journal of Environmental Management, 2014; 137: 69-0.
[19] Malamis S, Katsou E. A review on zinc and nickel adsorption on natural and modified zeolite, bentonite and vermiculite: examination of process parameters, kinetics and isotherms. Journal of hazardous materials, 2013; 252: 428-61.
[20] Erdem E, Karapinar N, Donat R. The removal of heavy metal cations by natural zeolites. Journal of Colloid and Interface Science, 2004; 280: 309-4.
[21] Moussavi G, Talebi S, Farrokhi M, Sabouti RM. The investigation of mechanism, kinetic and isotherm of ammonia and humic acid co-adsorption onto natural zeolite. Chemical Engineering Journal, 2011; 171(3): 1159-9.
[22] Dal Bosco SM, Jimenez RS, Carvalho WA. Removal of toxic metals from wastewater by Brazilian natural scolecite. Journal of Colloid and Interface Science, 2005; 281(2): 424-1.
[23] Dianati R, Kahe D, Zazouli M. Efficiency of zeolite clinoptilolite in removal of ammonium ion from polluted waters. Journal of Mazandaran University of Medical Sciences, 2013; 97: 250-6.
[24] Sari A, Tuzen M. Biosorption of total chromium from aqueous solution by red algae )Ceramium virgatum): Equilibrium, kinetic and thermodynamic studies. Journal of Hazardous Materials, 2008; 160(2): 349-55.
[25] Shyaa A, Hasan O, Abbas A. Synthesis and characterization of polyaniline/zeolite nanocomposite for the removal of chromium (VI) from aqueous solution. Journal of Saudi Chemical Society, 2015; 19: 101-7.
[26] Jovanovic M, Rajic N, Obradovic B. Novel kinetic model of the removal of divalent heavy metal ions from aqueous solutions by natural clinoptilolite. Journal of Hazardous Materials, 2012; 233-234: 57-4.
دوره 24، شماره 1
فروردین و اردیبهشت
فروردین و اردیبهشت 1396
صفحه 55-62
  • تاریخ دریافت: 05 آذر 1394
  • تاریخ بازنگری: 01 مرداد 1396
  • تاریخ پذیرش: 16 فروردین 1395
  • تاریخ اولین انتشار: 01 فروردین 1396