بررسی کارایی نانو لوله های کربنی چند دیواره در حذف هیدروکربن های نفتی از محیط آبی (مطالعه موردی نفتالین)
محورهای موضوعی : مدیریت محیط زیست
ساهره فضل اللهی
1
(دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی محیط زیست، گرایش آب و فاضلاب، دانشکده محیط زیست و انرژی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران ایران* (مسوول مکاتبات) .)
امیرحسام حسنی
2
(دانشیار،گروه مهندسی محیط زیست، دانشکده محیط زیست وانرژی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحدعلوم و تحقیقات تهران. ایران.)
مهدی برقعی
3
(استاد،گروه مهندسی شیمی نفت، دانشکده شیمی نفت، دانشگاه صنعتی شریف تهران. ایران.)
حمیدرضا پورزمانی
4
(استادیار،گروه مهندسی بهداشت محیط، مرکز تحقیقات محیط زیست، دانشکده بهداشت محیط، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان. ایران.)
کلید واژه: آلودگی های نفتی, نانو لوله های کربنی چند دیواره, هیدروکربن های نفتی, هیدروکربن های آروماتیک چند حلق, نفتالین,
چکیده مقاله :
زمینه و هدف: یکی از انواع آلودگی های آلی آب، آلودگی های نفتی است. بیشترین ترکیب نفت را هیدروکربن ها تشکیل می دهند. نفتالین متقدم ترین هیدروکربن آروماتیک با دو حلقه بنزنی است که باعث کم خونی و آسیب به شبکیه چشم می شود و برای گیاهان و آبزیان نیز سمی است. در این مطالعه حذف این ترکیب از آب با نانو لوله کربنی چند دیواره بررسی می شود. روش بررسی: این مطالعه تجربی به صورت ناپیوسته انجام شده که در آن تاثیر پارامترهای زمان ماند، غلظت نانو لوله کربنی چند دیواره و غلظت محلول وpH ، در حذف نفتالین بررسی شده است. در طی مراحل مختلف تحقیق، غلظت نفتالین با دستگاه اسپکتروفتومتری در طول موج 254 نانومتر تعیین شد. یافتهها: حداکثر ظرفیت جذب سطحی نفتالین بر روی نانو تیوب های کربنی چند جداره 3/31 میلی گرم بر گرم در pH اسیدی (3pH= ) بوده و زمان مناسب جهت دستیابی به حداکثر جذب نفتالین و حالت تعادل، 90 دقیقه می باشد. با افزایش مقدار جاذب از2/ 0 به 3/0 گرم در لیتر، راندمان حذف برای محلول نفتالین با غلظت اولیه 10میلی گرم در لیتر از 97 درصد به 99/99 درصد و با افزایش غلظت اولیه نفتالین از 3 به 10 میلی گرم در لیتر در 3 pH= و زمان 90 دقیقه راندمان حذف از 33/73 درصد به 99/99 درصد افزایش می یابد. مکانیسم جذب از سنتیک جذب درجه اول(96/0= R2) تبعیت می کند. بحث و نتیجهگیری: به دلیل اندازه کوچک، سطح مقطع زیاد، شکل کریستالی و نظم شبکه ای منحصر به فرد و در نتیجه واکنش پذیری بسیار زیاد و عملکرد قابل توجه نانو تیوب های کربنی چند جداره به عنوان جاذب در حذف آلاینده های آلی از محلول های آب، این جاذب می تواند جهت حذف نفتالین از آب موثر باشد.
Abstract Background and Objective: Oil pollution is a type of organic water pollution. The hydrocarbons constitute most of the petroleum composition. Most of the early aromatic hydrocarbons are naphthalene with two benzene ring which cause anemia and damage the retina. It is also toxic to plants and aquatic environment. The removal of this compound from water by multi-walled carbon nanotubes is reviewed in this study. Method: This experimental study was done in a batch system to investigate the effects of variations factors such as contact time, naphthalene concentration and dose of nanotubes on removal of naphthalene. In this study, naphthalene concentration was determined during various steps using UV-vis spectrophotometer at 254 nm. Findings: Maximum surface adsorption of naphthalene onto multi-walledcarbon nanotubes was 33.3 mg/gr and the maximum adsorption occurred at acidic pH (pH =3). And the appropriate time for reaching the maximum adsorption rate of naphthalene and equalization state was 90 min. By increasing the adsorbent dose from 0.2 to 0.3 gr / l, removal efficiency of naphthalene solution with 10 mg/l initial concentration increased from 97% to 99.99%. By increasing naphthalene initial concentration from 3 to 10 mg/l, the removal efficiency increased from 73.33% to 99.99 % at pH=3 after 90 min. Adsorption mechanism followed pseudo first-order kinetics (R2=0.96). Discussion and Conclusion: This adsorbent could be effective for removal of naphtalene due to its small size, large surface area , crystal shape and exclusive network arrangement and consequently very high reactivity and noticeable performance of multi-walled carbon nanotubes as adsorbent in removal of organic pollutants from aqueous solution.
_||_