مطالعه سینتیک، تعادل و ترمودینامیک جذب یون‌های سریم و لانتانیم از محلول‌های آبی با استفاده از رزین تبادل یون آمبرلیت XAD-7 آغشته به استخراج‌کننده‌ی بیس (2، 4، 4- تری متیل پنتیل) فسفینیک اسید

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 1- دانشکده مهندسی شیمی، نفت و گاز، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

2 دانشکده مهندسی شیمی، نفت و گاز، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

3 پژوهشکده چرخه سوخت هسته‌ای، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، سازمان انرژی اتمی، تهران، ایران

4 پژوهشکده چرخه سوخت هسته‌ای، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، سازمان انرژی اتمی ایران، تهران- ایران.

چکیده

در این پژوهش جذب یون‌های سریم و لانتانیم از محلول‌های آبی با استفاده از رزین آمبرلیت XAD-7 آغشته به استخراج‌کننده‌ی بیس (2، 4، 4- تری متیل پنتیل) فسفینیک اسید (سیانکس-272) در سیستم ناپیوسته مورد بررسی قرار گرفت. مشخصه‌یابی رزین تهیه‌شده، با استفاده از تکنیک‌های آنالیز تبدیل فوریه‌ی زیر قرمز (FTIR) و میکروسکوپی الکترون روبشی (SEM) به انجام رسید. اثر پارامترهای عملیاتی چون pH محلول، زمان تماس محلول با رزین، دمای فرایند و غلظت اولیه‌ی محلول یون‌های فلزی بر فرایند جذب سریم و لانتانیم از محلول‌های آبی بررسی شد. نتیجه‌ی بررسی‌ها نشان داد که با افزایش pH محلول، میزان جذب سریم و لانتانیم افزایش یافته و جذب بیشینه در 6 ‌pH رخ می‌دهد. از سه مدل ایزوترم لانگمویر، فروندلیچ و تمکین برای توصیف داده‌های تعادلی بهره گرفته شد. نتایج نشان‌داد که داده‌های تجربی جذب سریم و لانتانیم با ایزوترم لانگمویر بهتر برازش می‌شوند (0.999=R2(Ce)=0.998، R2(La)). بیشینه ظرفیت رزین برای جذب یون‌های سریم و لانتانیم به ترتیب برابر با 11.17 و 6.48 میلی‌گرم بر گرم به دست آمد. مطالعه‌ی سینتیک فرایند جذب با استفاده از سه مدل: شبه مرتبه‌ی اول، شبه مرتبه‌ی دوم و نفوذ درون‌ذره‌ای نشان داد که داده‌های سینتیکی جذب سریم و لانتانیم، با معادله‌ی سرعت شبه مرتبه‌ی دوم بهتر برازش شدند (0.985=R2(Ce)=0.966، R2(La)). بررسی پارامترهای ترمودینامیکی تغییرات آنتالپی (ΔH)، تغییرات انرژی آزاد گیبس (ΔG) و تغییرات آنتروپی (ΔS) برای فرایند جذب در دماهای مختلف صورت گرفت. مقادیر مثبت تغییرات آنتالپی و مقادیر منفی تغییرات انرژی آزاد گیبس نشان داد که فرایند جذب سریم و لانتانیم گرماگیر و خودبه‌خودی است.

کلیدواژه‌ها

نشریه علوم و مهندسی جداسازی
دوره 13، شماره 1
شهریور 1400
صفحه 94-107

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار