fa حذف فلزات سنگین از محلول‌های آبی با استفاده از نانو صفحات اکسید گرافن: بهینه سازی با روش سطح پاسخ آب WATER پژوهشي Research <div style="text-align: justify;"><strong><span style="color:black;"><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:12.0pt;">زمینه و هدف‌:</span></span></span></strong><span style="color:black;"><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:12.0pt;"> آلودگی آب با فلزات سنگین یک مشکل اساسی و در حال توسعه در جهان است. در این مطالعه حذف فلزات سنگین کادمیوم و سرب با استفاده از جاذب اکسید گرافن صورت گرفت.</span></span></span><br> <strong><span style="color:black;"><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:12.0pt;">روش بررسی‌:</span></span></span></strong><span style="color:black;"><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:12.0pt;"> نانو صفحات اکسید گرافن به روش هامرز، سنتز گردید و ویژگی‌های آن با استفاده از</span></span></span><span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-family:times new roman,serif;">FTIR </span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:12.0pt;">، </span></span></span><span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-family:times new roman,serif;">XRD</span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:12.0pt;"> و </span></span></span><span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-family:times new roman,serif;">SEM</span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:12.0pt;"> بررسی شد. اﺛـﺮ ﻣﺘﻐﻴﺮﻫـﺎی ﻣﺴﺘﻘﻞ </span></span></span><span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-family:times new roman,serif;">pH</span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:12.0pt;">، زﻣﺎن ﺗﻤﺎس و ﻏﻠﻈﺖ اولیه محلول ﺑﺮ عملکرد حذف فلزات سنگین کادمیوم و سرب ﺑﺎ روش ﺳﻄﺢ ﭘﺎﺳﺦ ﺑﺮ ﻣﺒﻨﺎی ﻃﺮاﺣﻲ ﺑﺎﻛﺲ ﺑـﻨﻜﻦ (</span></span></span><span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-family:times new roman,serif;">Box-Behnken</span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:12.0pt;">) ﻣـﻮرد ارزﻳـﺎﺑﻲ ﻗـﺮار ﮔﺮﻓـﺖ. با به‌کارگیری مدل </span></span></span><span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-family:times new roman,serif;">Quadratic</span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:12.0pt;"> میزان جذب برای فلز کادمیوم و سرب تقریبا 99 درصد به‌دست آمد. از آﻧـﺎﻟﻴﺰ وارﻳـﺎﻧﺲ </span></span></span><span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-family:times new roman,serif;">ANOVA</span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:12.0pt;">، ﺑﻪ‌ﻋﻨﻮان روش آﻣﺎری آﻧﺎﻟﻴﺰ ﭘﺎﺳﺦ‌ﻫﺎ اﺳﺘﻔﺎده شد. </span></span></span><br> <strong><span style="color:black;"><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:12.0pt;">یافته‌ها‌:</span></span></span></strong><span style="color:black;"><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:12.0pt;"> تصاویر</span></span></span><span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-family:times new roman,serif;">SEM </span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:12.0pt;">‌، متوسط اندازه صفحات اکسید گرافن را 1 تا </span></span></span><span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-family:times new roman,serif;">&micro;</span></span></span><span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-family:times new roman,serif;">m</span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:12.0pt;"> 3 نشان داد. پس از بهینه سازی توسط روش سطح پاسخ حداکثر ظرفیت جاذب، ﺑﺮای ﺳﺮب مقدار </span></span></span><span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-family:times new roman,serif;">mg/g</span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:12.0pt;"> 136 و ﺑﺮای کادمیوم مقدار </span></span></span><span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-family:times new roman,serif;">mg/g</span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:12.0pt;"> 68 به</span></span></span><span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-family:times new roman,serif;">‌</span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:12.0pt;">دست آمد. بررسی اﻳﺰوﺗﺮم‌ها ﻧﺸﺎن داد، ﺟﺬب کادمیوم از ایزوﺗﺮم لانگمویر و ﺟﺬب سرب از ایزوﺗﺮم ﻓﺮوﻧﺪﻟﯿﭻ ﭘﯿﺮوی ﻣﯽ‌ﮐﻨﺪ. </span></span></span><br> <strong><span style="color:black;"><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:12.0pt;">نتیجه‌گیری‌:</span></span></span></strong><span style="color:black;"><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:12.0pt;"> نتایج نشان داد که ﮔﺮاﻓﻦ اﮐﺴﺎید ﻋﻤﻠﮑﺮد ﺧﻮﺑﯽ در ﺣﺬف دو آﻻینده کادمیوم و ﺳﺮب از محلول‌های آﺑﯽ دارد.&nbsp; مهمترین عوامل تاثیر‌گذار بر جذب فلزات مورد مطالعه، </span></span></span><span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-family:times new roman,serif;">&nbsp;pH</span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:12.0pt;">محلول</span></span></span> <span style="color:black;"><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:12.0pt;">و غلظت اولیه بود.</span></span></span> <span style="color:black;"><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:12.0pt;">بررسی نتایج و تحلیل </span></span></span><span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-family:times new roman,serif;">RSM</span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:12.0pt;"> نشان داد که داده‌های حاصل از آزمایش با مدل پیش بینی شده مطابقت داشت.</span></span></span><br> &nbsp;</div> <div style="text-align: justify;"><strong>Background and Objective:</strong> Water pollution due to heavy metals is a critical and increasing problem worldwide. In this study, removal of cadmium and lead heavy metals using a graphene oxide (GO) adsorbent was examined.<br> <strong>Materials and Methods</strong>: GO nanosheets were synthesized through Hummer&rsquo;s method, and its characterizations were examined using FTIR, XRD, and SEM. The effect of independent variables pH, contact time and initial concentration of the solution on removal efficiency of Cd²⁺and Pb²⁺ using response surface methodology was evaluated according to Box-Behnken experimental design. Applying quadratic model, adsorption rate of Cd²⁺ and Pb²⁺ achieved 99%. ANOVA was applied for statistical analysis of responses.<br> <strong>Results</strong>: According to SEM images, the average size of graphene oxide sheets was 1 to 3 &micro;m. After optimization through RSM, the adsorption capacity for Pb²⁺ and Cd²⁺ was 136 mg/g and 68 mg/g, respectively. Examination of the isotherms suggested that Cd²⁺ and Pb²⁺ adsorption follows Langmuir and Freundlich isotherm, respectively.<br> <strong>Conclusion</strong>: the results show that the graphene oxide performed well in removing both Cd²⁺ and Pb²⁺ ions from aqueous solutions. The most influential parameters on the above-mentioned heavy metals adsorption were pH of the solution and the initial concentration.<br> &nbsp;</div> اکسید گرافن, فلزات سنگین, روش سطح پاسخ, حذف, جذب سطحی Oxide graphene, Heavy metals, Response surface method, Removal, Surface absorption 197 214 http://ijhe.tums.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-1402-1&slc_lang=fa&sid=1 N Rouniasi نسیم رونیاسی rounasin@gmail.com No Department of Environment, Faculty of Natural Resources and Environment, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran گروه محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران SM Monavari سید مسعود منوری monavarism@yahoo.com Yes Department of Environment, Faculty of Natural Resources and Environment, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran گروه محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران MA Abdoli محمد علی عبدلی mabdoli@ut.ac.ir No School of Environment, College of Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran دانشکده محیط زیست، دانشکده‌های پردیس فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران M Baghdadi محید بغدادی m.baghdadi@ut.ac.ir No School of Environment, College of Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran دانشکده محیط زیست، دانشکده‌های پردیس فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران A Karbasi عبدالرضا کرباسی akarbasi@ut.ac.ir No School of Environment, College of Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran دانشکده محیط زیست، دانشکده‌های پردیس فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران