بررسی پارامترهای موثر در جذب رنگ راکتیو زرد 145از محلول آبی به وسیله کربن فعال تهیه شده از کاه برنج

فصلنامه آب و توسعه پایدار

مقاله 11، دوره 8، شماره 3 - شماره پیاپی 21، آذر 1400، صفحه 89-97   

نوع مقاله: پژوهشی بنیادی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jwsd.v8i3.2105.1042

نویسندگان

امید صداقت¹؛ نادر بهرامی فر^{* 2}؛ حبیب اله یونسی³

¹کارشناسی ارشد علوم و مهندسی محیط‌زیست، گروه محیط‌زیست، دانشکده منابع طبیعی و علوم دریایی، دانشگاه تربیت مدرس، ایران

²دانشیار گروه محیط‌زیست، دانشکده منابع طبیعی و علوم دریایی، دانشگاه تربیت مدرس، ایران

³استاد گروه محیط‌زیست، دانشکده منابع طبیعی و علوم دریایی، دانشگاه تربیت مدرس، ایران

چکیده

در سال‌های اخیر، ورود مواد رنگ‌زا به منابع آبی به دلیل ایجاد سمیت برای زیست‌مندان سبب برهم زدن نظم طبیعی بوم‌سازگان شده است. در این مطالعه، کربن فعال تهیه شده از کاه برنج، سنتز و با محلول پتاسیم هیدروکسید با نسبت‌های 1:3 و 1:2 در دمای C°800 و C°900 فعال‌سازی و به‌منظور جذب رنگ راکتیو زرد 145 تهیه شده در محیط آزمایشگاهی که خصوصیات مشابه پساب واقعی صنایع نساجی شهر تهران را دارد، استفاده گردید. سپس متغیرهای مهم بر فرآیند جذب مانند pH (8-2)، زمان تماس (120-15دقیقه)، دوز جاذب (60-30 میلی‌گرم)، غلظت رنگ (200-50 میلی‌گرم بر لیتر) و دما (45-15درجه سانتی‌گراد) بررسی شد. نتایج نشان داد که میزان جذب با pH محلول و غلظت اولیه رنگ رابطه عکس و با دوز جاذب، دما، و نسبت اشباع فعال‌ساز رابطۀ مستقیم دارد. از میان مدل‌های هم‌دما، مدل ردلیچ-پیترسون (0/995=R2) با ظرفیت جذب تعادلی  324.6 mg/g.مطابقت بهتری با نتایج تجربی جذب داشته است و مطالعات سینتیکی نشان داد فرآیند جذب از مدل سینتیکی شبه مرتبۀ دوم (0/998= R2) پیروی می‌کند. مطالعات ترمودینامیکی نیز نشان داد که فرآیند جذب خودبه‌خودی است و منفی بودن شیب منحنی وانت‌هوف، بیانگر گرماگیر بودن واکنش است. با توجه به زمان تعادلی 60 دقیقه در مکانیسم جذب، جاذب سنتز شده از سرعت بالایی در جذب رنگ راکتیو زرد 145 برخوردار است. جاذب سنتز شده با داشتن خصوصیاتی همچون سطح ویژه بالا، دوست‌دار محیط‌زیست، در دسترس بودن پیش‌ماده و عملکرد مناسب در جذب رنگ، می‌تواند به نحو موثری در سیستم‌های تصفیه پساب رنگی مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها

جاذب کربنی؛ جذب رنگ؛ سینتیک جذب؛ رنگ راکتیو زرد

مراجع

Aksu Z. and Akın AB. 2010. Comparison of Remazol Black B biosorptive properties of live and treated activated sludge. Chemi Engin J.,165(1): 93-184.
Alnuaimi M.M., Rauf M.A. and Ashraf S. S. 2008. A comparative study of Neutral Red decoloration by photo-Fenton and photocatalytic processes. Dyes and Pigments, 76(2): 332-337.
Birjandi N., Yonesi H., Bahramifar N. and Hadavifar M. 2014. Investigation of Coagulation and Clotting Process of Purge of Environmental Pollutants of Paper Mill’s Wastewater. Journal of environmental science and technology, 16(4): 53-60.
Dos Santos AB., Cervantes FJ., and Van Lier JB. 2007. Review paper on current technologies for decolourisation of textile wastewaters: perspectives for anaerobic biotechnology. Bioresource Technology, 98(12): 2369-2385.
El Nemr A. 2009. Potential of pomegranate husk carbon for Cr (VI) removal from wastewater: Kinetic and isotherm studies. Journal of Hazardous Materials, 161(1): 132-141.
Freundlich H. M. F. ....... Over the adsorption in solution. J. Phys. chem 57, no. 385471 (1906): 1100-1107. Gulnaz O, Sahmurova A, and Kama S. 2011. Removal of Reactive Red 198 from aqueous solution by Potamogeton crispus. Chem Eng J., 174(1-3): 579-585.
Kannan C., Muthuraja K. and Devi M.R. 2013. Hazardous dyes removal from aqueous solution over mesoporous aluminophosphate with textural porosity by adsorption. Journal of hazardous materials, 244: 10-20.
Lin YT., Weng CH., and Chen FY. 2008. Effective removal of AB24 dye by nano/micro-size zerovalent iron. Separation and Purification Technology, 64(1): 26-30.
Nam S.W., Jung C., Li H., Yu M., Flora J.R., Boateng L. K. and Yoon Y. 2015. Adsorption characteristics of diclofenac and sulfamethoxazole to graphene oxide in aqueous solution. Chemosphere, 136: 20-26.
Pang XY., and Gong F. 2008. Study on the adsorption kinetics of acid red 3B on expanded graphite. Journal of Chemistry, 5(4): 802-809.
Redlich O.J.D.L. and Peterson D.L. 1959. A useful adsorption isotherm. Journal of physical chemistry, 63(6): 1024-1024.
Ren X., Chen C., Nagatsu M. and Wang X. 2011. Carbon nanotubes as adsorbents in environmental pollution management: a review. Chemical Engineering Journal, 170(2-3): 395-410.
Sing K.S. 1985. Reporting physisorption data for gas/solid systems with special reference to the determination of surface area and porosity (Recommendations 1984). Pure and applied chemistry, 57(4): 603-619.
Sun L., Hu S., Sun H., Guo H., Zhu H., Liu M. and Sun H. (2015). Malachite green adsorption onto Fe 3O4@ SiO 2-NH 2: isotherms, kinetic and process optimization. RSC Advances, 5(16): 11837-11844.
Song Z., Chen L., Hu J. and Richards R. 2009. NiO (111) nanosheets as efficient and recyclable adsorbents for dye pollutant removal from wastewater. J Nanotechnology, 20(27): 2-10.
Tunc O., Tanacı H., and Aksu Z. 2009. Potential use of cotton plant wastes for the removal of Remazol Black B reactive dye. J Hazard Mater, 163(1): 187-198.
Zhang L., Song X., Liu X., Yang L., Pan F., and Lv J. 2011. Studies on the removal of tetracycline by multi-walled carbon nanotubes. Chemical Engineering Journal, 178: 26-33.