انجمن آبخیزداری ایران مجله اکوهیدرولوژی 2423-6098 8 2 2021 06 22 Application of synthesis of Fe3O4-powder activated carbon magnetic nanoparticles in removing arsenic from aqueous media کاربرد سنتز نانوذرات مغناطیسی کربن فعال پودری PAC-AC/Fe3O4 در حذف آرسنیک از محیط های آبی 585 597 82482 10.22059/ije.2021.320878.1485 FA معصومه خراسانی علمداری دانشجوی دکتر‌ی آمایش محیط زیست، دانشکدۀ علوم و فنون دریایی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال‌ عطا الله ندیری دانشیار دانشکدۀ علوم طبیعی، دانشگاه تبریز‌ حسین غفوریان استاد دانشکدۀ علوم و فنون دریایی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال‌ سینا صادق فام استادیار دانشکدۀ عمران و محیط زیست دانشگاه مراغه‌ Journal Article 2021 01 20 Background and Aim: Water resources contaminated with arsenic results from industrial or agricultural activities that causes many environmental problems. One of the mechanisms for arsenic removal from aqueous media is the surface adsorption process. In this study, walnut shell chemically activated by zinc chloride, sulfuric acid, potassium permanganate was used for optimization. Powdered activated carbon produced by iron oxide nanoparticles, and Fe3O4 magnetite were prepared by depositing iron on activated carbon to remove the toxic metal arsenic from aqueous media.<br /> Procedure: The synthesis of PAC-AC/Fe3O4 was prepared by chemical co- precipitation method and the physical and structural properties of the adsorbent were analyzed by FESEM-EDX, TEM and FT-IR techniques. Then the effect of pH changes (2-10), contact time (15-240 minutes), amount of adsorbent (0.02-0.1 g), initial concentration of arsenic (2-12 mg.1) were examined and optimized; isotherm and reaction synthetics were also determined.<br /> Results: The optimal conditions for arsenic removal contained magnetic adsorbent pH=2, and 0.02 g of adsorbent at a 6 mg/l concentration at medium temperature. Also, fit diagrams, Freundlich and quasi-quadratic models were determined as isothermal and kinetic optimal models, respectively. The Freundlich model (R2 = 0.999) yielded the maximum absorption of 33.44 mg.g and second order equation of (R2 = 1).<br /> Conclusion: The present study suggested that the synthesized adsorbent had a high potential for the removal of arsenic contaminants. Walnut shell can be used as a suitable adsorbent because of its waste in the country. آلودگی منابع آبی به آرسنیک حاصل فعالیت‏های صنعتی و یا کشاورزی است که موجب ایجاد مشکلات زیست‏محیطی فراوانی شده است. یکی از مکانیزم‏های حذف آرسنیک از محیط‏های آبی، فرایند جذب سطحی است. در این مطالعه برای بهینه‏سازی پوست گردو با فعال‏سازی شیمیایی توسط کلرید روی، اسیدسولفوریک و پرمنگنات پتاسیم بررسی شد. کربن فعال پودری تولیدشده با نانوذرات اکسید آهن، مغناطیسی Fe₃O₄ و با نشاندن آهن روی کربن فعال برای حذف فلز سمی آرسنیک از محیط‏های آبی تهیه شد. سنتز PAC-AC/Fe₃O₄ با روش هم‏‏ترسیبی شیمیایی تهیه شد و مشخصات فیزیکی و ساختاری جاذب با تکنیک‏های FT-IR، TEM و FESEM-EDX مورد آنالیز قرار گرفت. سپس، تأثیر تغییرات pH (10-2)، زمان تماس (240-15 دقیقه)، مقدار جاذب (02/0-1/0 گرم)، غلظت اولیۀ آرسنیک (l.mg 12-2) بررسی و بهینه‏سازی شد، ایزوترم و سنتیک واکنش نیز تعیین شد. شرایط بهینۀ به‏دست‏آمده برای حذف آرسنیک با جاذب مغناطیسی 2=pH، مقدار 02/0 گرم جاذب در غلظت 6 میلی‏گرم در لیتر و در دمای محیط است. همچنین، نمودارهای تعیین برازش، مدل‏های فروندلیچ و شبه‌درجۀ دوم به‌ترتیب به‏عنوان مدل‏های بهینۀ ایزوترمی و سینتیکی تعیین شد، مدل فروندلیچ (999/0R²=)، حداکثر جذب برابر 44/33mg.g  و معادلۀ مرتبۀ دوم (1R²=) به دست آمد. مطالعۀ حاضر نشان داد جاذب سنتز‌شده، پتانسیل زیادی برای حذف آلایندۀ آرسنیک را دارد. پوست گردو به دلیل ضایعاتی بودن در کشور می‌تواند به‏عنوان جاذب مناسب استفاده شود. https://ije.ut.ac.ir/article_82482_017ea7e2909e9759ccac9bf1a9c58dfb.pdf