Journal of Water and Soil Science

fa مطالعات هم‌دما و ترمودینامیکی جذب سرب توسط هیدروژل آلژینات پایدار شده با رس سپیولیت Isothermal and thermodynamic Studies of Lead Sorption on Alginate Hydrogel Strengthened by Sepiolite Clay عمومی Ggeneral پژوهشي Research <div style="text-align: justify;"><a name="_Hlk507328200">پلیمر زیستی آلژینات به‌دلیل دارا بودن تمایل و ظرفیت زیاد برای جذب فلزات سنگین، ماده مناسبی برای حذف این فلزات از آب‌های آلوده به‌شمار میرود، اما ساختار فیزیکی ضعیف ژل تولید شده از آلژینات عامل محدود کننده استفاده عملی از این ترکیب است. در این مطالعه، از کانی رسی سپیولیت به‌عنوان استحکام دهنده ژل آلژینات استفاده و ترکیبات هیبرید حاصل از اختلاط نسبتهای مختلف آلژینات: سپیولیت (1:2، 1:4 و 1:8) تهیه شد. قابلیت جذب سرب در غلظت‌های متفاوت (25 تا 2000 میلی‌گرم بر لیتر) در چهار دمای 15، 25، 35 و 45 درجه سلسیوس برای تعیین ثابتهای هم‌دما و ترمودینامیکی جذب سرب به‌وسیله پلیمر آلژینات، رس سپیولیت و ترکیبات هیبریدی آنها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که مدل‌های لانگمویر و فروندلیچ هم‌دماهای جذب سرب توسط جاذب‌های مورد مطالعه را به‌خوبی توصیف می‌کنند. بر اساس پیشبینی مدل لانگمویر، آلژینات بیشترین و سپیولیت کمترین ظرفیت جذب سرب را نشان دادند و جاذب‌های هیبرید از این نظر حد واسط بودند. با افزایش دما از 15 تا</a> 45 درجه سانتی‌گراد ظرفیت و قدرت جذب سرب توسط تمامی جاذبها افزایش یافت. مقادیر منفی محاسبه شده برای تغییرات انرژی آزاد گیبس، برخود به‌خودی بودن و مقادیر مثبت تغییرات انتالپی به ماهیت گرماگیر جذب سرب توسط جاذ‌ب‌های مذکور دلالت دارند. همچنین مقادیر مثبت تغییرات انتروپی جذب سرب نشانگر افزایش بی‌نظمی در نتیجه تغییرات ساختاری اجزای سیستم است. به‌طورکلی میتوان نتیجه گرفت باوجود اینکه پایدارسازی آلژینیات با سپیولیت موجب کاهش ظرفیت جذب سرب توسط این پلیمر زیستی می‌شود، هیبریدهای حاصل نیز ظرفیت قابل توجهی در حذف سرب از محلو‌‌ل‌های آبی دارند.</div> <div style="text-align: justify;">Alginate biopolymer, due to possessing a high capacity and affinity for heavy metals, is a suitable material for the removal of metals from polluted waters; however, the weak structural consistency of alginate hydogels limits the practical application of this natural polymer in water purification practices. In this study, sepiolite clay mineral was used as a solidifier of alginate hydrogel to produce hybrid materials with different clay:alginate ratios (1:2, 1:4 and 1:8). Subsequently, the sorption of Pb by the prepared hybrid materials was studied in different Pb concentrations (25 to 2000 mg/L) and temperatures (15, 25, 35 and 45 °C). The results showed that the Langmuir and freundlich equations could significantly describe Pb sorption data on the sorbents. Based on the Langmuir model estimation, alginate showed and sepiolite showed the highest and lowest capacities for Pb sorption, respectively; also, the hybrids were intermediates in this respect. The capacity and affinity of all sorbents were enhanced with increasing the temperature from 15 to 45 °C. Standard enthalpy changes (ΔH°) were found to be positive, confirming that the process of Pb sorption on the sorbents was endothermic. Positive values were also obtained for the standard entropy changes (ΔS°), suggesting increased randomness at the solid-solution interface during the sorption of Pb ions on the sorbents. The values of the standard free energy change (ΔG°) were negative for all different temperatures, thereby indicating that sorption on the sorbents was spontaneous and favorable. Overall, it could be concluded that modification of alginate with sepiolite might cause the decreased sorption capacity of alginate; however, the hybrid materials are good candidates for the Pb removal from aqueous solutions because of their high sorption capacities.</div> فلزات سنگین, آب آلوده, هم‌دما, اثر دما Heavy metals, Polluted water, Isotherm, Temperature effect 385 397 http://jstnar.iut.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-593-1&slc_lang=fa&sid=1 N. Zough نسیم ذوق nasimzough@yahoo.com No 1. Department of Soil Science, College of Agriculture, Isfahan University of Technology, Isfahan, Iran. 1. گروه خاکشناسی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان M. Shirvani مهران شیروانی shirvani@cc.iut.ac.ir Yes 1. Department of Soil Science, College of Agriculture, Isfahan University of Technology, Isfahan, Iran. 1. گروه خاکشناسی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان