سنتز نانوساختارهای هیدروکسید لایه‏ای دوگانه برای جذب رنگ بلور ویولت از محلول‏های آبی

محورهای موضوعی : شیمی تجزیه

احمد رئیسی وانانی ¹ ( دانشجوی کارشناسی ارشد شیمی تجزیه، گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران. )
سعید اسدپور ² ( استادیار شیمی تجزیه، گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران. )
نرگس سرمست ³ ( دکتری شیمی آلی، گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران. )
معصومه کوراوند ⁴ ( دکتری شیمی تجزیه، گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران. )

تاریخ دریافت : 1400/11/13 تاریخ پذیرش : 1401/06/10 تاریخ انتشار : 1401/09/01

کلید واژه: طراحی آزمایش, هیدروکسید لایه‏ای دوگانه کلسیم-آلومینیم- سدیم‌دودسیل سولفات, بلور ویولت,

چکیده مقاله :

وجود رنگ بلور ویولت در پساب صنایع متفاوت، افزون بر آلودگی محیط‌زیست، می‌تواند موجب بروز بیماری‌های متفاوتی در انسان و سایر موجودات شود. براین پایه، پژوهش در زمینه‌ حذف و یا تخریب این آلاینده لازم به نظر می‌رسد. در پژوهش حاضر، کارایی هیدروکسیدهای لایه ای دوگانه اصلاح‌شده با سدیم دودسیل سولفات (LDH/SDS) به‌عنوان جاذب در حـذف این آلاینده مطالعه شد. پس از سنتز جاذب و شناسایی آن با روش های پراش پرتو ایکس (XRD)، طیف سنجی فروسرخ تبدیل فوریه (FTIR) و میکروسکوپی الکترونی روبشی (SEM)، تـأثیر عامل هایی مانند pH، زمـان تماس و غلظت اولیه آلاینده با استفاده از طراحی آزمایش بررسی شد. برای یافتن بهترین مدل هم دمای داده‌های جذب، معادله های لانگمویر، فروندلیچ و تمکین ارزیابی شدند. برازش داده‌ها با مدل‌های سینتیکی شبه درجه اول، شبه درجه دوم و نفوذ بین‌ذره‌ای صورت گرفت و پس از استخراج عامل های سینتیکی، بهترین مدل سینتیکی معرفی شد. نتیجه های به‌دست‌آمده از طراحی آزمایش و تحلیل آماری آن‌ها، اعتبار معادله درجه دوم به‌دست‌آمده را تأیید کرد. بررسی داده‌ها با استفاده از مدل‌های هم دما سینتیکی نشان داد جذب بلور ویولت بر جاذب (LDH/SDS) از مدل هم دما لانگمویر و مدل سینتیکی شبه درجـه دوم پیروی می‌کند.

چکیده انگلیسی:

The presence of crystal violet dye in various industries wastewater causes environmental pollution and various diseases in humans and other organisms. Therefore, research about the elimination or destruction of this pollutant is necessary. In present study, the efficiency of layer double hydroxides modified with sodium dodecyl sulfate (LDH/SDS) as adsorbent was studied to remove this pollutant from wastewater. After synthesis of the adsorbent, it was characterized with instrumental techniques such as X-ray diffraction (XRD), Fourier transformation of infrared spectroscopy (FTIR), and scanning electron microscopy (SEM). The effect of parameters such as pH, contact time, and initial concentration was studied with experimental design. Langmuir, Freundlich, and Tamkin's equations were estimated in order to find the best isotherm model for absorption data. Experimental data were fitted with Pseudo-First-Order, Pseudo-Second-Order, and interparticle diffusion kinetic models, and the best kinetic model was presented. The validity of equation was confirmed with the results of experimental design and their statistical analysis. Analysis of the data showed that the adsorption of crystal violet on LDH/SDS follows Langmuir isotherm model and Pseudo-Second-Order kinetic model.

منابع و مأخذ:

[1] Chaudhary, B.; Violet, T.E.; J. Interdiscipl. Cycle Res. 12, 390–396, 2020.

[2] Bonin, A.M.; Farquharson, J.B.; Baker, R.S.U.; Mutat. Res. Toxicol. 89, 21–34, 1981.

[3] Muthukumaran, C.; Sivakumar, V.M.; Thirumarimurugan, M.; J. Taiwan Inst. Chem. Eng., 63, 354–362, 2016.

[4] Brião, G.V.; Jahn, S.L.; Foletto, E.L.; Dotto, G.L.; J. Colloid Interface Sci. 508, 313–322, 2017.

[5] Elmoubarki, R.; Mahjoubi, F.Z.; Elhalil, A.; Tounsadi, H.; Abdennouri, M.; Sadiq, M.; Qourzal, S.; A, Zouhri, A.; Barka, N.; J. Mater. Res. Technol. 6, 271–283, 2017.

[6] Dil, E.A.; M, Ghaedi.; Ghaedi, A.; Asfaram, A.; Jamshidi, M.; Purkait, M.K.; J. Taiwan Inst. Chem. Eng. 59, 210–220, 2016.

[7] Shoukat, S.; Bhatti, H.N.; Iqbal, M.; Noreen, S.; Microporous Mesoporous Mater. 239, 180–189, 2017.

[8] Fabryanty, R.; J. Environ. Chem. Eng. 5, 5677–5687, 2017.

[9] AbdEl-Salam, A.H.; Ewais, H.A.; Basaleh, A.S.; J. Mol. Liq. 248, 833–841, 2017.

[10] Maleki, S.; Falaki, F.; Karimi, M.; J. Nanostructure Chem. 9, 129–139, 2019.

[11] Sabna, V.; Thampi, S.G.; Chandrakaran, S.; Ecotoxicol. Environ. Saf. 134, 390–397, 2016.

[12] Tan, X.; J. Environ. Manage. 184, 85–93, 2016.

[13] George, G.; Saravanakumar, M.P.; Environ. Sci. Pollut. Res. 25, 30236–30254, 2018.

[14] Khan, S.A.; Khan, S.B.; Asiri, A.M.; RSC Adv. 6, 83196–83208, 2016.

[15] Foo, K.Y.; Hameed, B.H.; Chem. Eng. J. 156, 2–10, 2010.

[16] Qiu, H.; Lv, L.; Pan, B.; Zhang, Q.-J.; Zhang, W.; Zhang, Q.-X.; J. Zhejiang Univ. A 10, 716–724, 2009.

[17] Palapa, N.R.; Taher, T.; Rahayu, B.R.; Mohadi, R.; Rachmat, A.; Lesbani, A.; Bull. Chem. React. Eng. Catal. 15, 525–537, 2020.

[18] Das, S.; Dash, S.K.; Parida, K.M.; ACS Omega. 3, 2532–2545, 2018.

[19] Dean, A.; Voss, D.; Draguljić, D.; "Design and Analysis of Experiments", Springer, New York, 1999.

[20] Puri, C.; Sumana, G.; Appl. Clay Sci. 166, 102–112, 2018.

[21] Marco-Brown, J.L.; Chem. Eng. J. 333, 495–504, 2018.

[22] Kulkarni, M.R.; Revanth, T.; Acharya, A.; Bhat, P.; Resour. Technol. 3, 71–77, 2017.