بهینه‌سازی برجذب رنگ آنیونی قرمز کنگو بر چندسازه روی اکسید/نقطه‌های کوانتومی‌ کربنی ‏ با روش سطح‌پاسخ

الموضوعات :

فهیمه جامی ¹ , زهرا یاوری ² , حمیده سراوانی ³

1 - دانشجوی کارشناسی ارشد گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران.‏
2 - استادیار گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران.
3 - استاد گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران.‏

تاريخ الإرسال : 17 الجمعة , رجب, 1446 تاريخ التأكيد : 14 الإثنين , ذو القعدة, 1446 تاريخ الإصدار : 06 الإثنين , ذو الحجة, 1446

الکلمات المفتاحية: قرمز کنگو, جاذب متخلخل, نقطه کوانتومی کربنی, پساب نساجی, روش سطح‌پاسخ,

ملخص المقالة :

       حذف آلاینده‌های رنگی از پساب واحدهای نساجی همواره چالش برانگیز است. فرایند برجذب، روش کارآمد و مناسبی برای حذف آلاینده‌ها است. در پژوهش حاضر، روی اکسید متخلخل با سنتز احتراقی در محلول تهیه و سپس، نقطه‌های کوانتومی کربنی، از آب لیمو و آب پیاز، داخل حفره‌ها و سطح روی اکسید بارگذاری شدند. پراش پرتو ایکس، سنتز روی اکسید در سامانه بلوری شش‌گوشه‌ای را تأیید کرد. چندسازه به‌دست‌آمده، برای حذف قرمز کنگو از محلول آبی به­کارگرفته شد. تأثیر pH، زمان، دما و غلظت قرمز کنگو بر بازده حذف آن در حضور چندسازه سنتزی، به­کمک طراحی آزمایش با نرم افزار Design Expert 12 و روش سطح‌پاسخ مطالعه شد. با گرما­دهی جاذب سیر از رنگ، روی اکسید بازیابی و دوباره نقطه‌های‌ کوانتومی کربنی بر آن بارگذاری شدند. بیشینه درصد حذف آلاینده قرمز کنگو (برابر 39_/97 درصد) در pH برابر با 6، دما 50 درجه سلسیوس، زمان 30 دقیقه و غلظت اولیه رنگ ppm 30 به­دست آمد. پس از پنج بار بازیابی بستر اکسیدی، درصد حذف رنگ از 58_/88 به 41_/67 کاهش یافت. تعیین غلظت قرمز کنگو باقی‌مانده پس از برجذب، با طیف­سنجی UV-Vis نشان داد که چندسازه دو جزئی روی اکسید و نقطه‌های کوانتومی کربنی می­تواند برای حذف مؤثر آلاینده قرمز کنگو در پساب واحدهای نساجی به­کارگرفته شود.

 

المصادر:

‎[1] Solaiman JM, Rajamohan N, Yusuf M, Kamyab H. Nanocomposite ceramic membranes as novel tools for ‎remediation of textile dye waste water – A review of current applications, machine learning based modeling and ‎future perspectives. Journal of Environmental Chemical Engineering. 2024;12(2):112353. doi:‎‏ ‏org/10.1016/j.jece.2024.112353‎
‎[2] Moyo S, Makhanya BP, Zwane PE. Use of bacterial isolates in the treatment of textile dye wastewater: A review. ‎Heliyon. 2022;8(6):e09632. doi: org/10.1016/j.heliyon.2022.e09632‎
‎[3] Falade AO, Eyisi OA, Mabinya LV, Nwodo UU, Okoh AI. Peroxidase production and ligninolytic potentials of ‎fresh water bacteria Raoultella ornithinolytica and Ensifer adhaerens. Biotechnology reports. 2017;16:12-7. doi:‎‏ ‏org/10.1016/j.btre.2017.10.001.‎
‎[4] Omidi S, Kakanejadifard A. Eco-friendly synthesis of graphene–chitosan composite hydrogel as efficient adsorbent ‎for Congo red. RSC Advances. 2018;8(22):12179-12189. doi: org/10.1039/C8RA00510A
‎[5] Chan SL, Chan YP, Abdullah AH, Ong ST. Equilibrium, kinetic and thermodynamic studies of a new potential ‎biosorbent for the removal of Basic Blue 3 and Congo Red dyes: Pineapple (Ananas comosus) plant stem. Journal ‎of the Taiwan Institute of Chemical Engineers. 2016;61:306-315. doi: org/10.1016/j.jtice.2016‎‏.01.010 ‏
‎[6] Siddiqui SI, Allehyani ES, Al-Harbi SA, Hasan Z, Abomuti MA, Rajor HK, et al. Investigation of Congo red toxicity ‎towards different living organisms: A review. Processes. 2023;11(3):807. doi:‎‏ ‏org/10.3390/pr11030807‎
‎[7] Gong R, Zhang X, Liu H, Sun Y, Liu B. Uptake of cationic dyes from aqueous solution by biosorption onto ‎granular kohlrabi peel. Bioresource Technology. 2007;98(6):1319–1323. doi: org/10.1016/j.biortech.2006.04.034‎
‎[8] Li P, Luo Y, Ming F, Zheng J, Pan Zh, Wang R, He Y, et al. Aeration strategies for microalgae in wastewater ‎treatment: Enhancing pollutant removal and community dynamics. Journal of Environmental Management. ‎‏2025;377:124629. doi: org/10.1016/j.jenvman.2025.124629 ‏
‎[9] Ranjbari E, Hadjmohammadi MR, Kiekens F, De Wael Bleau, K. Mixed hemi/ad-micelle sodium dodecyl sulfate ‎coated magnetic iron oxide nanoparticles for the efficient removal and trace determination of rhodamine-B and ‎rhodamine-6G. Analytical Chemistry. 2015;87:‎‏7894-7901. doi: org/10.1021/acs.analchem.5b01676 ‏
‎[10] Munusamy S, Mandlimath TR, Swetha P, Al-Sehemi AG, Pannipara M, Koppala S, et al. Nitrogen-doped carbon ‎dots: Recent developments in its fluorescent sensor applications. Environmental Research. 2023;231:116046. doi: ‎org/10.1016/j.envres.2023.116046‎
‎[11] Tadesse A, RamaDevi D, Hagos M, Battu G, Basavaiah K. Synthesis of nitrogen doped carbon quantum ‎dots/magnetite nanocomposites for efficient removal of methyl blue dye pollutant from contaminated water. RSC ‎advances. 2018;8(16):8528-36. doi: org/10.1039/C8RA00158H
‎[12] Shi W, Guo F, Wang H, Liu C, Fu Y, Yuan S, Huang H, Liu Y, Kang Z. Carbon dots decorated magnetic ‎ZnFe2O4 nanoparticles with enhanced adsorption capacity for the removal of dye from aqueous solution. Applied ‎Surface Science. 2018;433:790-7. doi: org/10.‎‏1016/j.apsusc.2017.10.099‏
‎[13] Zhang M, Yao Q, Lu C, Li Z, Wang W. Layered double hydroxide–carbon dot composite: high-performance adsorbent for ‎removal of anionic organic dye. ACS Applied Materials & Interfaces. 2014;6(22):20225-3‎‏3. doi: org/10.1021/am505765e ‏
‎[14] Nayak S, Prasad SR, Mandal D, Das P. Carbon dot cross-linked polyvinylpyrrolidone hybrid hydrogel for ‎simultaneous dye adsorption, photodegradation and bacterial elimination from waste water. Journal of Hazardous ‎Materials. 2020;392:122287. doi: org/10.1016/j.jhazmat.2020.122287‎
‎[15] Shahmirzaee M, Shafiee Afarani M, Arabi AM, Iran Nejhad A. In situ crystallization of ZnAl2O4/ZnO ‎nanocomposite on alumina granule for photocatalytic purification of wastewater. Research on Chemical ‎Intermediates. 2017;43:321-40.doi: org/10.1007/s11‎‏164-016-2624-6‏‎ ‎
‎[16] Afzal S, Ullah S, Shahid M, Najam T, Shaaban IA, Shah SS, Nazir MA. Metal oxide nanoparticles: Synthesis and ‎applications in energy, biomedical, and environment sector. Journal of the Chinese Chemical Society. ‎‏2025;72(2):96-123. doi: org/10.1002/jccs.202400347‏
‎[17] Hosseini SA, Davodian M, Abbasian AR. Remediation of phenol and phenolic derivatives by catalytic wet ‎peroxide oxidation over Co-Ni layered double nano hydroxides. Journal of the Taiwan Institute of Chemical ‎Engineers. 2017;75:97-104. doi: org/10.1016/j.jtice.2017.03.00‎‏1‏
‎[18] Varma A, Mukasyan AS, Rogachev AS, Manukyan KV. Solution combustion synthesis of nanoscale materials. ‎Chemical Reviews. 2016;116(23):14493-586. doi: org/10.1021/acs.chemrev.6b00279 ‎
‎[19] Kaedi F, Yavari Z, Shafiee Afarani M, Noroozifar M. Synergistic influence of spongy ZnO on catalytic activity of nano-‎catalyst Pd toward electrooxidation of liquid fuels. Journal of Porous Materials. 2020;27(4):1203-1‎‏1. doi: ‏org/10.1007/s10934-020-0‎‏0903-2‏
‎[20] Monte-Filho SS, Andrade SI, Lima MB, Araujo MC. Synthesis of highly fluorescent carbon dots from lemon and ‎onion juices for determination of riboflavin in multivitamin/mineral supplements. Journal of Pharmaceutical ‎Analysis. 2019;9(3):209-16.doi: org/10.1016/j.jpha.2019.02.0‎‏03. ‏
‎[21] Massad-Ivanir N, Bhunia SK, Raz N, Segal E, Jelinek R. Synthesis and characterization of a nanostructured porous ‎silicon/carbon dot-hybrid for orthogonal molecular detection. NPG Asia Materials. 2018;10(1):e463. doi: ‎org/10.1038/am.2017.233. ‎
‎[22] Selvaraj R, Shetty SA, Murugesan G, Goveas LC, Varadavenkatesan T, Vinayagam R. Eco-friendly synthesis of ‎silver nanoparticles from rubber fig leaves and their application in the catalytic degradation of Congo Red dye. ‎Materials Technology. 2025;40(1):2498585. doi: org/10.1080/10667857.2025.2498585‎
‎[23] Adebayo MA, Jabar JM, Amoko JS, Openiyi EO, Shodiya OO. Coconut husk-raw clay-Fe composite: Preparation, ‎characteristics and mechanisms of Congo red adsorption. Scientific Reports. 2022;12(1):14370. doi: ‎org/10.1038/s41598-022-1‎‏8763-y
‎[24] Junaid M, Hussain SG, Abbas N. Band gap analysis of zinc oxide for potential bio glucose sensor. Results in ‎Chemistry. 2023;5:100961. doi: org/10.1016/j.rechem.2023.100961. ‎
‎[25] Patel H, Vashi RT. Removal of Congo Red dye from its aqueous solution using natural coagulants. Journal of ‎Saudi Chemical Society. 2012;16(2):131-6. doi: org/10.1016/j.jscs.2010.12.003. ‎
‎[26] Gharbani P, Tabatabaii SM, Mehrizad A. Removal of Congo red from textile wastewater by ozonation. ‎International Journal of Environmental Science & Technology. 2008;5:495-5‎‏00. doi: org/10.1007/BF03326046‏
‎[27] Namasivayam C, Kavitha D. Removal of Congo Red from water by adsorption onto activated carbon prepared ‎from coir pith, an agricultural solid waste. Dyes and pigments. 2002;54(1):47-5‎‏8. doi: org/10.1016/S0143-7208 ‏‎(02)00025-6 ‎
‎[28] Mall ID, Srivastava VC, Agarwal NK, Mishra IM. Removal of congo red from aqueous solution by bagasse fly ash ‎and activated carbon: kinetic study and equilibrium isotherm analyses. Chemosphere. 2005;61(4):492-5‎‏01.doi: ‏org/10.1016/j.chemosphere.2005.03.065 ‎
‎[29] Pavan FA, Dias SL, Lima EC, Benvenutti EV. Removal of Congo red from aqueous solution by anilinepropylsilica ‎xerogel. Dyes and Pigments. 2008;76(1):64-9. doi: org/10.1016/j.dyepig.2006.08.027‎
‎[30] Tor A, Cengeloglu Y. Removal of congo red from aqueous solution by adsorption onto acid activated red mud. ‎Journal of hazardous materials. 2006;138(2):409-15. doi: org/10.1016/j.jhazmat.2006.04.063‎