In this article, the technical feasibility of various kinds of raw and surface oxidized carbon nanotubes (CNTs) for sorption of divalent metal ions (Cd²⁺, Cu²⁺, Ni²⁺, Pb²⁺, Zn²⁺) from aqueous solution is reviewed. The sorption mechanisms appear mainly attributable to chemical interactions between the metal ions and the surface functional groups of the CNTs. The sorption capacities of CNTs remarkably increased after oxidized by NaOCl, HNO₃ and KMnO₄ solutions and such surface oxidized CNTs show great potential as superior sorbents for environmental protection applications. Effects of process parameters, such as CNT characterizations (surface area, pore size distribution, sorbent mass, and surface total acidity), solution properties (ionic strength, pH, initial sorbate concentration and temperature) and competition for sorption sites by multiple metal ions, on the performance of CNTs are addressed in some detail. The recovery of metal ions and the regeneration of CNTs can be achieved using acid elution with little effect on the CNT performance. The utilization of CNTs for the treatment of water and wastewater containing divalent metal ions is gaining more attention as a simple and effective means of pollution control. Future research works on developing a cost-effective way of CNT production and testing the toxicity of CNTs and CNT-related materials are recommended

چکیده

در این مقاله، امکان سنجی فنی انواع نانولوله های خام و سطح اکسید کربنی (CNTs) برای جذب یونهای فلزی دو ظرفیتی (Cd⁺²، Cu⁺²،⁺² Ni، PB⁺²، Zn⁺²) از محلول آبی بررسی شده است. به نظر می رسد مکانیسم جذب به طور عمده به فعل و انفعالات شیمیایی بین یونهای فلزی و گروه های عاملی سطح نانولوله نسبت داده میشود. ظرفیت جذب نانولوله به طور قابل ملاحظه ای  پس از افزودن محلول NaOCl، HNO₃ و KMnO₄ افزایش میابد و چنین  نانولوله های با سطح اکسیدشده ، پتانسیل زیادی به عنوان مواد جاذب برتر برای برنامه های حفاظت از محیط زیست نشان میدهند. اثر پارامترهای فرایند ، مانند خصوصیات CNT (سطح، منافذ توزیع اندازه، جرم جاذب و سطح اسیدیته کل)، خواص محلول (قدرت یونی، pH، غلظت اولیه جاذب و دما) و رقابت برای سایت های جذب توسط یونهای فلزی چندظرفیتی، با جزئیات برای عملکرد CNT ها بررسی شده است.. بازیابی یونهای فلزی و بازسازی CNT ها را می توان با استفاده از شستشو اسیدی، که اثر کمی بر عملکرد CNT دارد، به دست آورد. استفاده از نانو لوله های کربنی برای اصلاح یون های آب و فاضلاب حاوی فلز دو ظرفیتی به عنوان وسیله ای ساده و موثر برای کنترل آلودگی توجه روزافزونی را به خود جلب کرده است. پژوهش های بیشتری برای توسعه یک روش مقرون به صرفه تولید CNT و تست سمیت نانو لوله های کربنی و مواد CNT توصیه می شود.

1-مقدمه

  آلودگی منابع آب به دلیل دفع بی رویه یونهای فلزی باعث نگرانی در سراسر جهان شده است. فاضلاب بسیاری از صنایع مانند فولاد، چرم، تولید مواد شیمیایی، معدنی، صنایع تولید باتری، و غیره حاوی یک یا بیشتر یون های فلزی سمی هستند. حذف این یون های فلزی از پساب قبل از انتشار به محیط زیست ضروری است، چرا که امکان ورود یون های فلزی سمی به زنجیره غذایی از طریق ترشحات زباله به آب وجود دارد. بسیاری از روش های مرسوم که برای حذف یونهای فلزی استفاده میشوند از جمله اکسیداسیون، کاهش، بارش، فیلتراسیون غشایی، تبادل یونی و جذب وجود دارد. در میان روش های فوق، روند امیدوار کننده حذف یون های فلزی از پساب و آب ، جذب است، چرا که جاذب مورد استفاده را میتوان با فرآیند دفع مناسب بازسازی کرد و آن بسیار موثر و مقرون به صرفه است...