سنتز آئروژل سیلیکا بر پایه TMOS و امکان سنجش توان آن برای جداسازی مولیبدن از پسابها در مقایسه با کربن آکتیو

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده شیمی، دانشگاه آزاد اسلامی، صندوق پستی: 936-19585، تهران ـ ایران

2 پژوهشکده علوم هسته‌ای، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، صندوق پستی: 3486-11365، تهران ـ ایران

چکیده

در این کار پژوهشی جذب سطحی مولیبدن بوسیله یک آئروژل سیلیکای جدید مورد بررسی قرار گرفته است. این آئروژل آبگریز بر پایه پیش ماده TMOS (تترا متیل ارتوسیلیکات) در حضور دو پیش ماده کمکی، تری فلوئورو پروپیل- تری متوکسی سیلان و دی اتیل-تری متیل سیلیل فوسفیت ساخته شده است. نتایج بدست آمده نشان می‌دهند که این آئروژل در غلظت‌های حدود ppm10، pH برابر با 4، مدت مجاورت 5 ساعت و میزان جاذب برابر با 1.5 گرم برای حجم ml50 از محلول، توانایی بسیار بالایی در جداسازی مولیبدن دارد. در مرحله بعد مطالعات سینتیکی انجام شده نشان داد که سرعت واکنش از مرتبه یک پیروی می‌کند و ثابت سرعت برابر با 0.1248(h-1) می‌باشد. بررسیهای ترمودینامیکی انجام شده نیز نشان‌دهنده امکان‌سنجی طبیعت جذب خود به خود یونهای مولیبدن بر روی آئروژل می‌باشد. مقایسه نتایج بدست آمده از آئروژل سیلیکا و کربن آکتیو، توان بیشتر آئروژل سیلیکای ساخته شده را در جداسازی مولیبدن به خوبی مشخص می‌کند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Synthesis of a Silica Aerogel Based on TMOS and Feasibility Study of its Capability for Separation of Molybdenum from Wastewaters in Comparison with Activated Carbon

نویسندگان [English]

  • S Sadeghi 1
  • M Rabbani 2
  • M Khosravi 1
  • F Ahari Hashemi 2
  • I Bayat 2
چکیده [English]

In this research, adsorption of molybdenum has been investigated by a new silica aerogel. This hydrophobic silica aerogel synthesized on the basis of TMOS (tetra methyl ortho silicate) precursor and in the presence of two co-precursors, tri fluoro propyl-tri methoxy silane and di-ethyl tri-methyl silyl phosphite. As the obtained results show, this aerogel is highly capable to uptake Mo in an optimum concentration of metal solution of about 10 ppm, the optimum pH about 4, contact time about 5 hours and the adsorbent dose about 3gr for 50ml of metal solution. The kinetics approaches show that the rate of this adsorption follows a first order reaction and the rate constant (Kad) is equal to 0.1248(h-1). The thermodynamic approaches have also been studied, and thereby the feasibility and the spontaneous nature of  Mo ions adsorption on aerogel have been demonstrated. A comparison between obtained results from silica aerogel and the activated carbon shows the more capability of the synthesized silica aerogel.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Adsorption
  • Molybdenum
  • Silica Aerogel
  • Activated Carbon
  • Hydrophobic
  • Precursor
A.K. Meena, G.K. Mishra, P.K. Rai, C. Rajagopal, P.N. Nagar, “Removal of heavy metal ions from aqueous solutions using carbon aerogel as an adsorbent,” J. of Hazardous Materials, B122, 161-170 (2005).

 

  • S. Marzouk, F. Rachdi, M. Fourati, J. Bouaziz, “Synthesis and grafting of silica aerogels,” Colloids and Surfaces A, 234, 109-116 (2004).

     

  • G.S. Kim, S.H. Hyun, “Synthesis and characterization of silica aerogel films for inter-metal dielectrics via ambient drying,” Thin Solid Films, 460, 190-200 (2004).

     

  • A.V. Rao, M.M. Kulkarni, D.P. Amalnerkar, Tanay Seth, “Superhydrophobic silica aerogels based on methyltrimethoxysilane precursor,” J. of Non-Crystalline Solids, 330, 187-195 (2003).

     

  • A.V. Rao, G.M. Pajonk, “Effect of methyltrimethoxysilane as a co-precursor on the optical properties  of silica aerogels,” J. of Non-Crystalline Solids, 285, 202-209 (2001).

     

  • B. Lagergen, V.P. Svenka, “Adsorption of cellulose triacetate on Calcium Silicate,” Environ. Poly, 5, 525 (1939).