جذب سطحی بور به‌وسیله‌ی کانی بیوتیت: اثر pH، قدرت یونی و ماهیت محلول زمینه

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه ولی عصر رفسنجان

چکیده

جذب سطحی بور توسط کانی‌های بیوتیت در محدوده‌ی 9-5/6pH=، در دو سطح غلظت 5 و 15 میلی‌گرم بر لیتر بور بررسی شد. به‌منظور بررسی اثر نوع کاتیون و قدرت یونی محلول زمینه بر جذب سطحی بور از الکترولیت‌های 2(NO3)Mg، 2(NO3)Ca و NaNO3 در سه غلظت (03/0، 09/0 و 18/0 مولار) استفاده شد. هم‌دماهای جذب سطحی در دامنه‌ی غلظت 1 تا 15 میلی‌گرم بر لیتر بور و با استفاده از آزمایش‌های تعادلی 24 ساعته رسم شدند. نتایج این پژوهش نشان داد اثر pH بر میزان بور جذب سطحی شده به غلظت اولیه‌ی بور بستگی داشت. مقدار جذب سطحی بور با افزایش pH افزایش یافت. میزان جذب سطحی بور به‌وسیله‌ی این کانی‌ با افزایش قدرت یونی افزایش یافت. با افزایش قدرت یونی محلول از 03/0 مولار به 18/0 مولار، مقدار بور جذب سطحی شده از 28/1 میلی‌مول بر کیلوگرم به 64/2 میلی‌مول بر کیلوگرم افزایش یافت. در تمامی سطوح غلظت کاتیون، مقدار بور جذب سطحی شده در حضور کلسیم و منیزیم بیشتر از سدیم بود. نتایج هم‌دماهای جذب سطحی نشان داد که مدل‌های فروندلیچ و لانگمویر جذب سطحی بور را به‌خوبی توصیف کردند، حداکثر ظرفیت جذب (qmax) به‌وسیله‌ی مدل لانگمویر برای کانی بیوتیت 2/27 میلی‌مول بر کیلوگرم تعیین شد. نتایج این تحقیق نشان داد که به طور متوسط کمتر از شش درصد از غلظت اولیه بور توسط کانی بیوتیت جذب سطحی شد ، بنابراین به نظر می‌رسد این کانی ظرفیت جذبی مناسبی برای بور ندارد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Boron Adsorption on Biotite: Effects of pH, Ionic Strength and Nature of Background Solution

چکیده [English]

Knowledge about factors affecting boron adsorption by minerals commonly found in soils of arid and semiarid areas may help us in management and reclamation of boron polluted soils. The main objective of this study was to investigate the adsorption characteristics of biotite for boron in batch experiments. The adsorption of boron on the adsorbent was studied as a function of pH in the range of 6.5-9.0 with two boron concentrations of 5 mg L-1 and 15 mg L-1. To study the effect of cations and ionic strength on boron adsorption, Mg(NO3)2, Ca(NO3)2 and NaNO3 background electrolytes at three concentration levels (0.03, 0.09 and 0.18 M) were used. Adsorption isotherms were derived by adsorption of boron from solutions containing different concentrations in the range of 1-15 mgL-1 using a 24h batch equilibration. Results showed that the amount of boron adsorption increased with increasing equilibrium pH and ionic strength of solution. Boron adsorption increased from 1.28 mmol kg-1 to 2.64 mmol kg-1 as the ionic strength of solution increased from 0.03 M to 0.18 M. Greater adsorption was observed in the presence of Ca2+ and Mg2+ions as compared with Na+ ions at the same concentrations. Adsorption isotherms of boron were well described by the Freundlich and Langmuir isotherms. Maximum boron adsorption capacity (qmax) of biotite was obtained to be 27.2 mmol kg-1. The experimental data showed that less than 6% of initial boron concentration was adsorbed by biotite. Thus, it seems that this mineral has not a reasonable adsorption capacity for B.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Adsorption
  • Micaceous minerals
  • isotherms
  • Ion speciation