سنتز سیلیکا آئروژل جهت حذف نفتالن از محیط آبی

در این پژوهش، سیلیکا آئروژل با استفاده از روش خشک کردن در فشار محیط و همچنین محلول سدیم سیلیکات به عنوان پیش ماده سنتز شده است. تولید سیلیکا آئروژل شامل سه مرحله کلی تولید هیدروژل، پیرسازی و خشک کردن ژل مرطوب می باشد. در این پژوهش مواد ارزان قیمت برای سنتز سیلیکا آئروژل استفاده شده اند. سیلیکا آئروژل تولید شده توسط طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز (ftir)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)، اندازه گیری سطح ویژه (bet)، اندازه گیری زاویه تماس و تعیین دانسیته به روش پیکنومتر، تعیین مشخصه شدند. نتایج حاصل از ftir وجود گروه های متیلی روی سطح سیلیکا آئروژل را نشان داد که آبگریزی سیلیکا آئروژل و اصلاح سطح مطلوب را تأیید کرد. بر اساس آنالیز bet اندازه سطح ویژه نمونه تهیه شده،822.47 m2/g بود. علاوه بر این حجم حفره و توزیع میانگین اندازه حفره به ترتیبcm3/g 3.76 و nm 17.7 به دست آمدند. تصویر sem نشان داد که توزیع اندازه حفرات یکنواخت بوده و کمتر از 100 نانومتر می باشند. جهت بررسی عملکرد جذبی سیلیکا آئروژل، نفتالن به عنوان آلاینده آلی در پساب استفاده گردید. جذب نفتالن توسط سیلیکا آئروژل برای اولین بار در این پژوهش صورت گرفته است. در میان هیدروکربن های حلقوی، نفتالن بیشترین حلالیت را در محیط آبی داراست. حذف نفتالن از آب با روش های گوناگونی انجام شده که فرآیند جذب سطحی به دلیل هزینه پایین، ایمنی و سادگی شرایط عملیاتی مورد توجه زیادی قرار گرفته است. هدف اصلی در این پژوهش بررسی تأثیر متغیرهای عملیاتی از قبیل زمان تماس، غلظت جاذب، ph محلول و برهمکنش این متغیرها در جذب نفتالن از آب توسط سیلیکا آئروژل می باشد. در مرحله بعد جهت به دست آوردن مدل پیش بینی شده و شرایط عملیاتی بهینه، روش پاسخ سطح (طراحی ترکیبی مرکزی) استفاده شد. بر اساس نتایج به دست آمده در جدول آنالیز واریانس، یک مدل غیر خطی درجه دو، جهت پیش بینی مقدار حذف نفتالن به دست آمد. متغیرهای زمان، مقدار جاذب، برهمکنش زمان و جاذب و همچنین برهمکنش زمان و ph مهم تشخیص داده شدند. صحت مدل توسط متغیرهای آماری از جمله ضریب مشخصه سازی (0.903)، ضریب مشخصه سازی تنظیم شده (0.877) و کفایت دقت (19.23) تأیید گردید. در مطالعه سینتیکی، مدل سینتیکی شبه درجه دو سازگاری خوبی با نتایج آزمایشی نشان داد. ایزوترم جذب در محدوده mg/l 10 تا mg/l 34 به دست آمد و نتایج به خوبی با مدل فروندلیچ سازگار بود.