چکیده

 

طبق پژوهش هاي انجام گرفته در سال هاي اخیر زئولیت طبیعی کلینوپتیلولایـت بیشـترین کـاربرد و مصـرف را در تصـفیه نـوین آب داشـته اسـت. زئولیـت هـا، آلومینوسـیلیکاتهاي بلـورینی هسـتند کـه ساختارهاي ویژه و حفره دار دارند. زئولیت ها ویژگی هاي خاصی مانند توانایی تبادل یـونی، جداسـازي مولکولها بر اساس شکل و اندازه و خاصیت کاتالیزوري دارند که باعث شـده در صـنایع مختلـف کـاربرد زیادي داشته باشند. از جمله این کاربرد ها عبارتند از: تبادلگر یونی، جـاذب رطوبـت، نـرم کننـده آب، کراکر کاتالیزوري نفت و همچنین نقش کاتالیزوري زئولیت ها در سنتز ترکیبات آلی چشمگیر است که موجب می شود فرآورده هایی با درصد خلوص و گزینش پذیري بـالا بدسـت آیـد. در ایـن مطالعـه، از زئولیت طبیعی براي حذف آلاینده هاي زیست محیطی به ویژه مواردي که با تصفیه آب و پساب مرتبط هستند، استفاده شده است که از میان آنها میتوان به حذف فلـزات سـنگینی چـون آهـن، روي، مـس، منگنز، کادمیوم و سرب اشاره نمود. در این مقاله، پارامترهاي مختلف موجود در مراحل تهیـه و شـرایط عملیاتی که در بهینه سازي فرایند تصفیه موثر هستند، مورد بررسی قرار گرفتـه اسـت. و بـا توجـه بـه نتایج حاصل از این بهینه سازي پارامتر هاي تاثیر گـذار ، رونـدي مناسـب بـراي انجـام فراینـد تصـفیه پیشنهاد داده شده است.

 

 

واژگان کلیدي فارسی

نانو زئولیت طبیعی، تصفیه آب و فاضلاب، فلزات سنگین

مقدمه

 

زئولیت ها، آلومینو سیلیکاتهاي بلورین با فرمول عمومی [(AlO2)x(SiO2)y]x‐.zH2O هستند که می توانند با کاتیون فلزي یا یون H+ در ارتباط باشند. همان گونه که از فرمول مشخص است، فلزات قلیایی و قلیایی خاکی آب دار، در شبکه وجود دارند و بارهاي منفی ساختار سیلیکات را جبران می کنند. در مقایسه با دیگر ساختارها، فضاهاي داخلی در زئولیت ها بطور ذاتی صلب تر بوده و محدودیت هاي ساختاري محکمی را بر روي مولکول ها ایجاد می کند

 

.[۱] چنین شرایطی به ایجاد حفرات و کانال هاي باز منجر می شود . نسبت سیلیسیم به آلومینیوم در زئولیت ها در گستره زیادي تغییر می کند. اسکلت اصلی هر زئولیت از واحدهاي چهاروجهی TO4، ساخته شده است که T می تواند اتم سلیسیم یا آلومینیوم باشد. روش سنتز و خصوصیات زئولیت ها شامل ظرفیت تبادل یونی، پایداري و توانایی جذب براي مطالعه مورد توجه قرار گرفته است و خاصیت تبادل یونی ناشی از ساختار ویژه آنها است. تبادل یونی در زئولیت ها به عواملی چون ماهیت زئولیت، اندازه بار، میزان هیدراتاسیون بستگی دارد.[۱] یکی از بزرگترین آلوده کننده هاي محیط زیست در کشورهاي صنعتی و در حال رشد فاضلاب کارخانجات مختلف بوده که بدون هیچ مراقبت ویژه اي در محیط زیست آزاد می گردند . عناصر فلزي سنگین ، مواد با خاصیت رادیو اکتیویته ، ترکیبات شیمیایی مختلف ، انواع سموم از ترکیبات شیمیایی گرفته تا سموم مترشحه از فعالیتهاي میکروارگانیسمی و حتی خود میکروارگانیسمهایی که می توانند اکوسیستم محیط را تغییر دهند از بزرگترین آلوده کننده هاي محیط زیست هستند. [۲] زئولیت با قابلیتهاي ذکر شده قادر است بسیاري از این عناصر و ترکیبات را به خود جذب و ترکیب پایداري ایجاد و از آزاد شدن آنها در محیط زیست جلوگیري نماید. علاوه بر این موارد زئولیت ها کاربرد هاي فراوان دیگري مانند حذف مواد آلوده کننده اي نظیر NO2 , NO, SO2 , CO از گازهاي خروجی اگزوز اتومبیل ها ، فرایند جداسازي از قبیل جداسازي هیدورکربن هاي مختلف – جداسازي مخلوط گلوکز و فروکتوز- جداسازي آنتی بیوتیک، ساختن بعضی از معرف هاي ضدباکتري و میکروب را نیز دارا هستند. زئولیت ها نسبت به رزین هاي تبادلی یونی آلی برتري دارند چرا که در برابر تشعشعات یونیزه کننده پایداري بالاتر، حلالیت پایین تر و نیز پایداري ساختمانی بالاتري دارند. در شکل ۱ مواد نانو متخلخل معدنی مختلف از نظر کار برد و روش سنتز با زئولیت ها به طور خلاصه مقایسه شده اند.[۳]