حذف سرب و کروم از محلول های آبی با استفاده از پوشال بنه زعفران

ضایعات کشاورزی به ویژه آنهایی که محتوی سلولز هستند، ظرفیت خوبی برای فرآیندهای جذب سطحی دارند. در این پژوهش، پوشال بنه زعفران تحت تیمار شیمیایی قرار گرفته و از نمونه اصلاح شده به عنوان جاذب برای حذف کروم و سرب استفاده شد. بالاترین کارایی حذف (Cr(VIدر محیط های اسیدی حاصل شد که نشان دهنده نقش برهمکنش های الکترواستاتیکی در این فرآیند است. محیط با۷/۰- ۰/۶ pH برای حذف سرب انتخاب شد تا بهترین کارایی حذف و عدم رسوب کاتیون ها به فرم هیدروکسید حاصل شود. معادله سینتیک شبه مرتبه دوم به شکل بهتری رفتار جذبی نمونه های اصلاح شده پوشال بنه زعفران را تشریح می نماید که دلیلی بر برهمکنش های شیمیایی صورت گرفته میان یون هدف و مکان های اتصالی می باشد. همچنین، جذب یون های فلزی مورد مطالعه عمدتا از ایزوترم جذبی لانگمویر تبعیت می نماید که دلیلی بر همگن بودن سطح و یکنواختی انرژی جذب روی سطح دارد. برای Cr(VI) وسرب به ترتیب ماکزیمم ظرفیت جذب mg/g۰/۰۵۴ و ۴۵/۴۵محاسبه شد. ارزیابی های ترمودینامیکی نشان داد که با افزایش دما کارایی حذف یون فلزی هم افزایش می یابد. همزمان با افزایش دما مقادیر AG منفی تر شده که حاکی از خودبخودی و مطلوب بودن فرآیند است. همچنین آنتالپی فرآیند مثبت است که نشان دهنده گرماگیر بودن فرآیند جذب یون های مورد بررسی است. هزینه کم، سازگاری با محیط زیست، راندمان بالا و حداقل تولید لجن را می توان به عنوان مزایایی این روش معرفی نمود.

Agricultural wastes, especially those containing cellulose, have good potential for adsorption processes. In this study, saffron burrs were chemically treated, and the modified sample was used as an adsorbent for the removal of chromium and lead. The highest removal efficiency for Cr(VI) was obtained in acidic environments, indicating the role of electrostatic interactions in this process. An environment with pH 0.6–0.7 was selected for lead removal to achieve optimal removal efficiency and prevent cation precipitation in the form of hydroxides. The pseudo-second-order kinetic equation better describes the adsorption behavior of the modified saffron burr samples, indicating chemical interactions between the target ions and the binding sites. Furthermore, the adsorption of the studied metal ions mainly follows the Langmuir adsorption isotherm, which suggests surface homogeneity and uniform adsorption energy. The maximum adsorption capacities for Cr(VI) and lead were calculated to be 0.054 mg/g and 45.45 mg/g, respectively. Thermodynamic evaluations showed that the removal efficiency of metal ions increases with rising temperature. Simultaneously, with the increase in temperature, the values of ΔG become more negative, indicating that the process is spontaneous and favorable. Also, the enthalpy of the process is positive, suggesting that the ion absorption process under investigation is endothermic. Low cost, environmental compatibility, high efficiency, and minimal sludge production can be introduced as advantages of this method.