بررسی حذف هم‌زمان رنگزای بازی‌نارنجی 2 و نیکل (II) از محلول‌های آبی درحضور نانورس اصلاح‌شده در سامانه شویش پیوسته با به‌کارگیری روش سطح‌پاسخ (RSM)

محورهای موضوعی : شیمی تجزیه

آرمین گروئیان ¹ , علی نیازی ² , الهه کنوز ³

1 - دانشجوی دکتری شیمی تجزیه، گروه شیمی، واحد اراک، دانشگاه آزاد اسلامی ، اراک، ایران.
2 - استاد شیمی تجزیه، گروه شیمی، واحد تهران مرکزی، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.
3 - دانشیار شیمی تجزیه، گروه شیمی، واحد تهران مرکزی، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.

تاریخ دریافت : 1400/08/20 تاریخ پذیرش : 1400/09/28 تاریخ انتشار : 1401/09/01

کلید واژه: نانورس مونتموریلونیت, بازی نارنجی 2, نیکل (II), روش سطح‌پاسخ, سامانه شویش پیوسته,

چکیده مقاله :

در پژوهش حاضر، حذف رنگ بازی نارنجی 2 (BO2) و نیکل (II) از محلول های آبی با نانورس مونتموریلونیت (MMT) اصلاح شده مطالعه شد. برای تعیین ویژگی های جاذب، روش های FESEM و EDS-Mapping به کاربرده شد. فرایند حذف آلاینده ها از راه طراحی و ساخت ستون شویش پیوسته بررسی شد و اثر متغیرهای مؤثر بر فرایند شامل غلظت رنگ و نیکل (II)، pH، طول ستون و تعداد دفعه های شویش ارزیابی شد. روش طراحی آزمایش سطح پاسخ (RSM) با استفاده از طرح مرکب مرکزی (CCD) برای بررسی اثر عامل های آزمایشگاهی بر فرایند حذف هم زمان BO2 و نیکل (II) در سامانه پیوسته به کاربرده شد و برهم کنش متغیرها با نمودار های سطح پاسخ مطالعه شد. با توجه به نتیجه های RSM و بهینه سازی حذف هم زمان حذف رنگزای بازی نارنجی 2 و نیکل (II) با به کارگیری تابع مطلوب بودن، مقادیر بهینه برای پنج متغیر غلظت رنگ، غلظت فلز، pH، طول ستون و تعداد چرخه های شویش به ترتیب برابر با mg l-1 07/12، mg l-1 97/12، 18/8، cm 97/12 و 2 بار شویش به دست آمده است. نتیجه های حذف رنگزای BO2 و نیکل (II) در سامانه شویش پیوسته با نانورس مونتموریلونیت اصلاح شده نشان داد که این روش می تواند برای جذب آلاینده ها از محلول های آبی کارآمد باشد.

چکیده انگلیسی:

In the present study, the removal of Basic Orange 2 (BO2) dye and Ni(II) from aqueous solutions was studied using modified montmorillonite nanoclay (MMT). To characterize the adsorbent, FESEM and EDX-MAP analyses were performed. The process of the removal of pollutants was investigated through the designing and fabrication of the continuous washing system and the effect of important variables influencing the process such as concentration of dye and Ni(II), pH, length of column and the number of washing cycles was evaluated. Response surface methodology (RSM) using central composite design (CCD) has been applied to study the influence of experimental factors on the simultaneous removal of BO2 dye and Ni(II) in continuous system and the interaction of the variables were scrutinized through response surface curves. According to RSM results and optimization of simultaneous removal of BO2 dye and Ni(II) using desirability function, the optimal values for the five variables of dye concentration, Ni(II) concentration, pH, length of column, and number of washing cycles were found 12.07 mg L-1, of 12.97 mg L-1, 8.18, 12.97 cm and 2, respectively. The results of the removal of BO2 dye and Ni(II) in continuous washing system using modified montmorillonite nanoclay showed that this method can be efficient for the adsorption of pollutants from aqueous solutions.

منابع و مأخذ:

[1] Gamoudi, S.; Srasra, E.; J. Mol. Struct. 1193, 522-531, 2019.

[2] Berradi, M.; Hsissou, R.; Khudhair, M.; Assouag, M.; Cherkaoui, O.; El Bachiri, A.; El Harfi, A.; Heliyon 5, e02711 2019.

[3] Pimol, P.; Khanidtha, M.; Prasert, P.; J. Environ. Sci. 20, 760-768, 2008.

[4] Salleh, M.A.M.; Mahmoud, D.K.; Karim, W.A.W.A.; Idris, A.; Desalination 280, 1-13, 2011.

[5] Vieira, R.M.; Vilela, P.B.; Becegato, V.A.; Paulino, A.T.; J. Environ. Chem. Eng. 6, 2713-2723, 2018.

[6] Hisada, M.; Tomizawa, Y.; Kawase, Y.; J. Environ. Chem. Eng. 7, 103157, 2019.

[7] Hajiaghababaei, L.; Abozari, S.; Badiei, A.; Zarabadi Poor, P.; Dehghan Abkenar, S.; Ganjali, M.R.; Mohammadi Ziarani, G.; Iran. J. Chem. Chem. Eng. 36, 97-108, 2017.

[8] Gunatilake, S.; Methods 1, 14, 2015.

[9] Li, F.; Huang, J.; Xia, Q.; Lou, M.; Yang, B.; Tian, Q.; Liu, Y.; Sep. Purif. Technol. 195, 83-91, 2018.

[10] Rodrigues Pires da Silva, J.; Merçon, F.; Guimarães Costa, C.M.; Radoman Benjo, D.; Desalin. Water Treat. 57,19466-19474, 2016.

[11] Shen, C.; Pan, Y.; Wu, D.; Liu, Y.; Ma, C.; Li, F.; Ma, H.; Zhang, Y.; Chem. Eng. J. 374, 904-913, 2019.

[12] Hassan, M.M.; Carr, C.M.; Chemosphere 209, 201-219, 2018.

[13] Yagub, M.T.; Sen, T.K.; Afroze, S.; Ang, H.M.; Adv. Colloid Interface Sci. 209, 172-184, 2014,

[14] Adeyemo, A.A.; Adeoye, I.O.; Bello, O.S.; Appl. Water Sci. 7, 543-568, 2017.

[15] Uddin, F.; Metall. Mater. Trans. A 39, 2804-2814, 2008.

[16] Mukherjee, S.; “The Science of Clays”, Springer, Dordrecht, 2013.

[17] Uddin, M.K.; Chem. Eng. J. 308, 438-462, 2017.

[18] Murray, H.H.; Appl. Clay Sci. 17, 207-221, 2000.

[19] Kausar, A.; Iqbal, M.; Javed, A.; Aftab, K.; Bhatti, H.N.; Nouren, S.; J. Mol. Liq. 256, 395-407, 2018.

[20] Mahvi, A.H.; Dalvand, A.; Water Qual. Res. J. 55, 132-144, 2020.

[21] Almeida, C.; Debacher, N.; Downs, A.; Cottet, L.; Mello, C.; J. Colloid Interface Sci. 332, 46-53, 2009.

[22] Xu, D.; Zhou, X.; Wang, X.; Appl. Clay Sci. 39, 133-141, 2008.

[23] Bezerra, M.A.; Santelli, R.E.; Oliveira, E.P.; Villar, L.S.; Escaleira, L.A.; Talanta 76, 965-977, 2008.

[24] Chelladurai, S.J.S.; Murugan, K.; Ray, A.P.; Upadhyaya, M.; Narasimharaj, V.; Mater. Today: Proc. 37, 1301-1304, 2021.

[25] Karimifard, S.; Moghaddam, M.R.A.; Sci. Total Environ. 640, 772-797, 2018.

[26] Nair, A.T.; Makwana, A.R.; Ahammed, M.M.; Water Sci. Technol. 69, 464-478, 2014.

[27] Geroeeyan, A.; Niazi, A.; Konoz, E.; Water Sci. Technol. 83, 2271- 2286, 2021.

[28] Batista, A.; Melo, V.; Gilkes, R.; Appl. Clay Sci. 135, 447-456, 2017.

[29] Rao, R.A.K.; Kashifuddin, M.; Arabian J. Chem. 9, S1233-S1241, 2016.