بررسي كارآيي كامپوزيت نانو لوله هاي كربني چند ديواره -نانو ذرات در حذف ريمازول بلو راكتيو و اسيد رد 2 از محلول هاي آبي/نگارش :هديه رهبر استاد راهنما: كامران تقوي

دانشكده بهداشت رشت

مقدمه و هدف :پساب‌‌هاي توليد شده در صنعت رنگرزي نساجي داراي مقادير بسيار زيادي از آلاينده‌هاي آلي و معدني مختلف همچون مواد جامد معلق و محلول‌، اكسيژن مورد نياز شيميايي‌، اكسيژن مورد نياز بيوشيميايي، املاح و نمك‌‌هاي معدني‌، اسيدها و قلياها جهت تنظيم pH‌، سورفاكتانت‌‌ها‌، فلزات سنگين‌، عوامل تعليق ساز‌، صابون و بسياري تركيبات متنوع شيميايي ديگر هستند كه علاوه بر اين موارد چنين پساب‌‌هايي حاوي تركيبات فوق العاده ‌سمي ‌و رنگي بسيار زيادي از جمله رنگزاهاي راكتيو هستند برخي از اين تركيبات حتي در غلظت‌‌هاي بسيار اندك mg.L-11بوسيله چشم انسان قابل مشاهده هستند‌‌. به دلايل بسيار با اهميت مطرح شده فوق، پساب‌‌هاي صنايع نساجي در دسته خطرناكترين، آلوده ترين و همچنين ‌سمي‌ترين پساب‌‌هاي صنعتي قرار مي‌گيرند. از اين رو ضرورت دارد كه پيش از آزادسازي چنين پساب‌هايي در محيط زيست، بوسيله فرآيندهاي تصفيه‌اي مخصوصي،‌ آلودگي‌هاي موجود در آن‌ها تا حدامكان زدوده و استانداردهاي محيط زيستي لازم جهت رهاسازي در محيط پيرامون را كسب كنند. يكي از فرآيندهاي بسيار موثر و كاربردي براي تصفيه پساب‌هاي محتوي تركيبات رنگزا، تكنولوژي جذب سطحي با بهره گيري از جاذب‌هاي با ظرفيت بالا است. از اين رو در اين تحقيق با تكيه بر تكنولوژي جذب سطحي، تركيبي تحت عنوان نانو كامپوزيت مغناطيسي MWCNTs- به روش هم رسوبي سنتز و از آن به عنوان يك جاذب بسيار كارآمد براي جداسازي و حذف موثر دو نوع رنگزاي ريمازول بلو راكتيو (RBBR) و اسيد رد 2 (AR2) كه هر دوي آن‌ها به عنوان رنگزاهاي آلي پرمصرف در صنعت رنگرزي نساجي شناخته مي‌شوند، استفاده شد. مواد و روش ها : در اين راستا پس از سنتز جاذب به روش مذكور نمونه‌هايي از آن به منظور شناسايي جاذب نانو كامپوزيتي و بررسي خاصيت مغناطيسي آن بوسيله روش‌هاي آناليز دستگاهي مختلفي همچون طيف سنجي مادون قرمز(Fourier Transform Infrared (FTIR))، ميكروسكوپ الكتروني رويشي گسيل ميداني (Field Emission Scanning Electron Microscopy (FESEM))، الگوي پراش پرتوي X (X Rey Diffraction (XRD))، آناليز عنصري EDS، ميكروسكوپ الكتروني عبوري (Transmission electron microscopy (TEM))، Brunaure-Emmet-Teller (BET) و آناليز مغناطيس سنج نمونه ارتعاشي (Vibrating Sample Magnetometer (VSM)) مورد سنجش و ارزيابي قرار گرفت. پس از شناسايي و تاييد شدن سنتز جاذب نانو كامپوزيتي مغناطيسي، فرآيند حذف رنگزاي آلي RBBR و AR2 در حضور جاذب نانو كامپوزيتي نسبت به پارامترهاي موثر بر روي راندمان فرآيند همچون دوز جاذب، pH محلول، غلظت رنگزا و دما طي آزمايش‌هاي طراحي شده به روش يك فاكتور در يك زمان (OFAT ) بهينه سازي شد. نتايج :مقادير بهينه هر يك از پارامترهاي مورد بررسي براي هر يك از رنگزاهاي RBBR و AR2 به ترتيب (g 4/0 و g 4/0 ) ، ( 3 و 5 ) ، (mg.L-1 20 و mg.L-15 ) ، (K298 و K298) تعيين شدند. راندمان حذف رنگزاي RBBR و AR2 در حضور نانو كامپوزيت MWCNTs- تحت شرايط بهينه به ترتيب 95% و 88% مورد ارزيابي قرار گرفت. علاوه بر اين بر اساس نتايج تجربي بدست آمده تحت شرايط بهينه سازي شده مطالعات سينتيكي، ترموديناميكي و ايزوترمي نيز انجام شد. نتايج حاصل از اين بررسي نشان داد كه فرآيند حذف هر دو رنگزا از سينتيك شبه مرتبه دوم پيروي ميكند و فرآيند از نظر ترموديناميكي گرماده است. همچين داده‌هاي تجربي بدست آمده در ارتباط با هر دو رنگزا به خوبي با معادله لانگموير تطابق دارند. ثابت سرعت سينتيكي درمورد حذف رنگزاهاي RBBR و AR2 به ترتيب 0855/0 و g.mg-1.min-1.2105/0 محاسبه شدند. همچنين انرژي آزاد گيبس فرآيند جذب سطحي رنگزاهاي RBBR وAR2 به ترتيب 93/8- و KJ.mol-122/7- محاسبه گرديد است. ثابت جذب لانگموير براي دو رنگزا به ترتيب مذكور نيز 75/5 و L.mg-1077/0 بدست آمد. نتيجه گيري : با توجه به نتايج و داده هاي تجربي بدست آمده كارايي جاذب نانو كامپوزيتي در حذف و جداسازي آلاينده‌هاي آلي RBBR و AR2 به خوبي مورد تاييد قرار گرفت. كلمات كليدي: جذب سطحي، جاذب مغناطيسي، تصفيه پساب نساجي، حذف رنگزا، نانولوله‌هاي كربني چند جداره.

214386

علوم پزشكي گيلان