حذف رنگ از محلول‌های آبی توسط پنتا آزا تترا اتیلن ساپورت شده بر روی پلی اکریل آمید به عنوان یک جاذب جدید: بررسی سینتیک و ایزوترم جذبی

الموضوعات : فصلنامه علمی - پژوهشی مواد نوین

مریم ایران پور ¹ , محمد علی زارع ² , عبدالحمید فدوی ³ , معصومه عمادی ⁴

1 - باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، واحد شیراز، دانشگاه آزاد اسلامی، شیراز، ایران
2 - باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، واحد مرودشت، دانشگاه آزاد اسلامی، مرودشت، ایران
3 - گروه شیمی، واحد مرودشت، دانشگاه آزاد اسلامی، مرودشت، ایران
4 - گروه شیمی، واحد مرودشت، دانشگاه آزاد اسلامی، مرودشت، ایران

تاريخ الإرسال : 13 الإثنين , جمادى الأولى, 1437 تاريخ التأكيد : 12 الإثنين , جمادى الأولى, 1439 تاريخ الإصدار : 04 الأربعاء , ربيع الأول, 1439

الکلمات المفتاحية: سینتیک, بروموکروزول سبز, جاذب, ایزوترم تعادلی,

ملخص المقالة :

هدف این تحقیق، حذف مولکول‌های رنگ بروموکروزل سبز[1] (BCG) از محلول­های آبی می‌باشد. جاذب پلی اکریل آمید اصلاح شده با پنتا آزا تترا اتیلن (PATE-N5) برای حذف رنگ بروموکروزول سبز به عنوان یک رنگ صنعتی از محلول‌های آبی استفاده شده است. آزمون‌ها به روش غیر جاری[2] با استفاده از پارامترهای مختلفی مانند pH، زمان تماس، مقدار جاذب و غلظت اولیه رنگ استفاده شده است و خصوصیات جاذب (PATE-N5) با استفاده از دستگاه FTIR مورد آنالیز قرار گرفته است. داده‌های تجربی به دست آمده با مدل‌های سینتیکی مختلف شامل مرتبه درجه اول، مرتبه درجه دوم، نفوذ درون ذره‌ای و الوویچ مورد بررسی قرار گرفت، نتایج نشان داد که داده‌های تجربی به دست آمده با مدل سینتیکی مرتبه دوم تطابق مطلوبی دارند. مطالعه ایزوترم تعادلی به‌وسیله مدل‌های لانگمیر، فرندلیچ و تمکین آنالیز شد. آنالیز نتایج نشان داد که جذب رنگ توسط جاذب (PATE-N5) اصلاح شده تطابق مطلوبی با معادله تمکین در دمای 25 درجه سانتی‌گراد دارد. بیشینه ظرفیت جذب برای غلظت اولیه 76 میلی‌گرم بر لیتر، 87/101 میلی‌گرم بر گرم به دست آمد.
[1]- Bromocresol green [2]- Batch

المصادر:

[1]- C.M. Kao, , M.S. Chou, W.L. Fang, , B.W Liu, B.R. Huang, Regulating colored textile wastewater by 3/31 wavelength admi methods in Taiwan, Chemosphere 44 1055–1063 (2001).

2- G. Crini, Non-conventional low-cost adsorbents for dye removal: a review

, Bioresour. Technol. 97 1061–1085(2005).

3- M.M. Haque, M. Muneer, TiO2-mediated photocatalytic degradation of a textile dye derivative, bromothymol blue, in aqueous suspensions, Dyes Pigments 75 443–448 (2007).   

4- W. Somasiri, , X. Li, W. Ruan, C. Jian, “Evaluation of the efficacy of up-flow anaerobic sludge blanket reactor in removal of color and reduction of COD in real textile wastewater”, Bioresource Technology, 99(9) 3692–3699(2007).

5- D. Wouter, O. Cliona, R.H. Freda, M.P. Helena, “Anaerobic treatment of textile effluents: a review”, J. Chem. Technol. Biotechnol., 73 (6) 323–335(1998).

6- A. Alinsafi, M. Khermis, M.N. Ponsa, Electro-coagulation of reactive textile dyes and textile wastewater. Chemical Engineering and Processing, 44  461-470 (2005).

7- U. Kurt, O. Apaydid, M. Talha Gonullu, Reduction of COD in wastewater from an organized tannery industrial region by Electro-Fenton process.Hazardous materials, (1- 2) 33-40(2007).

8- N. Bellakhal, M. Dachraoui, M. Oturan, Degredation of tartrazine in water by electro-fenton process. de la Société Chimique de Tunisie ,8  223-228(2006).

9- M.A. Oturan, I. Sires, S. Perocheau, Sonoelectro-Fenton process: A novel hybrid technique for the destruction of organic pollutants in water. Electroanalytical chemistry, 624 (1-2) 329-322 (2008).

10- A. Ventura, G. Jacquet, A. Bermond, V. Camel, Electrochemical generation of the Fenton's reagent: application to atrazine degradation. Water research, 36(14) 3517-3522 (2002). 

11- Z. Bouberka, A. Khenifi., F. Sekrane, N. Bettahar, Z. Derriche., “Adsorption of Direct Red 2 on bentonite modified by cetyltrimethylammonium bromide”, Chemical Engineering Journal, 136 (2-3) 295–30 (2008).          

12- M. Robert, C. Sanjeev, “Adsorption and biological decolourisation of azo dye reactive red 2 in semicontinuous anaerobic reactors”, Process Biochemistry., 40 (2) 699–705(2005). 

13- ذ. کافی، ح. گنجی دوست، ب. آیتی، حذف رنگ از محلول آبی با خاک اره و رس بنتونیت، مجله علمی پژوهشی عمران مدرس ، دوره یازده، شماره 3، صفحه 67-76، پاییز 90.    

14- E.R. Trotman, Dyeing and chemical technology of textile fibres, 6th ed., Charles Griffin and Company Ltd, London, 149 (1984).  
           
15- D. Diamond, K.T. Lau, S. Brady, J. Cleary, Talanta, Integration of analytical measurements and wireless communications--current issues and future strategies, 75  606–612 (2008). 

16- T.H. Kim, C. Park, J. Yang, S. Kim, Comparison of disperse and reactive dye removals by chemical coagulation and Fenton oxidation, J. Hazard. Mater. 112 95–103 (2004).          
           
17- Z. Shen, W. Wang, J. Jia, J. Ye, X. Feng, A. Peng, Degradation of dye solution by an activated carbon fiber electrode electrolysis, J. Hazard. Mater. 84 107–116 (2001).           

18- S. Chatterjee, M.W. Lee, S.H. Woo, adsorption of congo red by chitosan hydrogel beads impregnated with carbon nanotubes, Bioresour. Technol. 101 1800–1806 (2010).       

19- M. Ghaedi, A. Hassanzadeh, S. Nasiri Kokhdan, Multiwalled Carbon Nanotubes as Adsorbents for the Kinetic and Equilibrium Study of the Removal of Alizarin Red S and Morin, J. Chem. Eng. Data 56 2511–2520 (2011).

20- M. Ghaedi, S. Ramazani, M. Roosta, Gold nanoparticle loaded activated carbon as novel adsorbent for the removal of Congo red, Indian J. Sci. Technol. 4 1208–1217 (2011).

21- F.A. Pavan, S.L.P. Dias, E.C. Lima, E.V. Benvenutti, Removal of Congo red from aqueous solution by anilinepropylsilica xerogel, Dyes Pigments 76 64–69 (2008).           

22- E. Demirbas, M. Kobya, M.T. Sulak, Adsorption kinetics of a basic dye from aqueous solutions onto apricot stone activated carbon, Bioresour. Technol. 99  5368–5373 (2008).

23- B.H. Hameed, A.L. Ahmad, K.N.A. Latiff, “Adsorption of basic dye (methylene blue) onto activated carbon prepared from rattan sawdust”, Dyes and Pigments, 75 (1) 143-149 (2007).           

24- A. Dalvand, R. Nabizadeh, M. R. Ganjali, M. Khoobi, S. Nazmara, A. H. Mahvi, Modeling of Reactive Blue 19 azo dye removal from colored textile wastewater using L-arginine-functionalized Fe₃O₄ nanoparticles: Optimization, reusability, kinetic and equilibrium studies, Journal of Magnetism and Magnetic Materials 404  179–189 (2016).

25- J. Tian, P. Tian, H. Pang, G. Ning, R. F. Bogale, H. Cheng, S. Shen, Fabrication synthesis of porous Al₂O₃ hollow microspheres and its superior adsorption performance for organic dye, Microporous and Mesoporous Materials 223 27-34 (2016).   

26- F. Liu, H. Zou, J. Hu, H. Liu, J. Peng, Y. Chen, F. Lu, Y. Huo, Fast removal of methylene blue from aqueous solution using porous soy protein isolate based composite beads, Chemical Engineering Journal 287 410–418 (2016).           

27- P. Sun, C.Hui, S. Wang, L. Wan, X. Zhang, Y. Zhao, Bacillus amyloliquefaciens biofilm as a novel biosorbent for the removal of crystal violet from solution, Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 139  164–170(2016).

28- M. A. Zare, M. Emadi, R. Karimi haghighi, M. S. Moaddeli, and M. Edalati., The Study of Kinetic and Biosorption of Pb Ion by Rice Husk from Wastewater. Journal of Physical Chemistry and Electrochemistry. 2  49-55 (2013).

29- S. Vafakhah, M. E. Bahrololoom, R. Bazargan Lari and M. Saeedikhani, Studying the Adsorption Behavior of Copper (II) Ions from Industrial Waste Water Solutions Using Corncob

Particales, J. New Materials, 4, 35-45 (2013).

30- M. Soylak, Y.E. Unsal, E. Yilmaz, M. Tuzen, Determination of rhodamine B in soft drink, waste water and lipstick samples after solid phase extraction, Food Chem. Toxicol. 49  1796–1799 (2011).

31- M. Soylak, Y.E. Unsal, M. Tuzen, Spectrophotometric determination of trace levels of allura red in water samples after separation and preconcentration, Food Chem. Toxicol. 49  1183–1187 (2011).

32- S. Lagergren, Zur Theorie der sogenannten Adsorption geloster Stoffe [On the theory of so-called adsorption of solutes], K. Sven. Vetenskapsakad. Handl. 24  1–39.           

33- Y. S. Ho, G. McKay, Kinetic models for the sorption of dye from aqueous solution by wood, Process Saf. Environ. Prot. 76 (1998) 183–191 (1898).     

34- Y. S. Ho, G. McKay, Batch Lead (II) Removal from Aqueous Solution by Peat: Equilibrium an d Kinetic, Trans. J. Chem. E. 77 165 (1999).    

35- I. Langmuir, Adsorption of gases on plain surfaces of glass mica platinum. J. Am.Chem. Soc. (1918) 40: 136-403.           

36- H. M. F. Freundlich, Over the adsorption in solution. J. Phys. Chem..57: 385-470 (1906).       

37- , K. K. H. Choy, G. McKay, and J. F. Porter. Sorption of acid dyes from effluents using activated carbon. Resour. Conserv. Recycl 27: 57-71 (1999).

 

38- , C. Aharoni, and M. Ungarish. Kinetics of activated chemisorption. Part 2. Theoretical models. Journal of the Chemical Society Faraday Transactions. 73: 456 (1977).      

39- Metcalf & Eddy, Inc., “Wastewater Engineering treatment and reuse”, McGraw-Hill Higher Education, U.S.A , 2003.

40- M. Ghaedi, H. Khajesharifi, A. H. Yadkuri, M. Roosta, R. Sahraei, A. Daneshfar, Cadmium hydroxide nanowire loaded on activated carbon as efficient adsorbent for removal of Bromocresol Green, Spectrochimica Acta Part A 86 62–68 (2012). 

41- A. Shokrollahi, A. Alizadeh, Z. Malekhosseini, and M. Ranjbar, Removal of Bromocresol Green fromAqueous Solution via Adsorption on Ziziphus nummularia as a New, Natural, and Low-Cost Adsorbent: Kinetic and Thermodynamic Study of Removal Process, J. Chem. Eng. Data, 56 (10), 3738–3746 , 2011.      

42- M. Ghaedi, H. Khajesharifia, A. Hemmati Yadkuri, M. Roosta, R. Sahraei, A. Daneshfarb, Cadmium

hydroxide nanowire loaded on activated carbon as efficient adsorbent for removal of Bromocresol Green, Spectrochimica Acta Part A 86 ,62–68(2012).

 

43- A. Shukla, Y.H. Zhang, P. Dubey, J.L. Margrave, S.S. Shukla, “The role of sawdust in the removal of unwanted materials from water”, Journal of Hazardous Materials, 95 (1-2): 137–152 (2002).

44- M. Ozacar, I.A. Sengil, “Adsorption of metal complex dyes from aqueous solution by pine sawdust", Bioresource Technology, 96 (7): 791–795 (2005).    

45- S. Koner, B. Kumar Saha, R. Kumar, A. Adak, Adsorption Kinetics and Mechanism of Methyl Orange Dye On Modified Silica Gel Factory Waste, Int. J. Curr. Res. 33, 128–133 (2011). 

46- R. Rabia, M. Tariq, A. Jamil, S. Muhammad, S. Umer, Z. Waheed, A. Furqan, Removal of Alizarin Red S (Dye) from Aqueous Media by using Alumina as an Adsorbent, J. Chem. Soc. Pak. 33, 228-232 (2011).

47- A. Shokrollahi, Z. Alizadeh, M. Malekhosseini, Ranjbar, Removal of Bromocresol Green from Aqueous Solution via Adsorption on Ziziphus nummularia as a New, Natural, and Low-Cost Adsorbent: Kinetic and Thermodynamic Study of Removal Process, J. Chem. Eng. Data 56 , 3738–3746 (2011).

48- K.H. Choy, G. McKay, J.F. Porter, Sorption of acid dyes from effluents using activated carbon, Resour. Conserv. Recycl. 27 , 57–71(1999).