تهیه کربن فعال و بررسی جذب برخی از رنگ ها بر روی سطح آن

در این پروژه از پوست درخت انگور به عنوان یک ماده اولیه فراوان و ارزان قیمت برای تهیه کربن فعال گرانوله با مساحت سطح بالا، با هدف حذف متیل ویولت از محلول های آبی استفاده شده است. برای تهیه کربن فعال از روش فعالسازی شیمیایی به وسیله اسید فسفریک استفاده شد. منبع گرمایی مایکروویو، به منظور کاهش در مدت زمان تهیه و مصرف انرژی بکار برده شد. برای بهینه سازی روش تهیه، اثر پارامترهای مختلف شامل غلظت اسید فسفریک، نسبت وزنی اسید به ماده اولیه، مدت زمان بارورسازی، توان مایکروویو، مدت زمان تابش دهی مایکروویو و مدت زمان گرمادهی آون بر روی توانایی نمونه های تهیه شده برای حذف متیل ویولت بررسی شد. با استفاده از تصویر میکروسکوپ نوری، آنالیز عنصری chn و طیف ftir، برخی از خصوصیات ماده اولیه بررسی شد. برای بررسی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی کربن فعال تهیه شده از تکنیک های saxs، tem، sem، ایزوترم جذب/واجذب n2، آنالیز عنصری chn، ftir، تیتراسیون بوهم و تیتراسیون جرم استفاده شد. همچنین برخی از این خصوصیات برای کربن فعال گرانوله تجاری نیز بدست آمده و با آن مقایسه شد. جذب سطحی رنگ های کاتیونی (متیل ویولت و متیلن بلو) و آنیونی (متیل اورانژ و برموتیمول بلو) از دو دیدگاه سینتیکی و تعادلی مورد بررسی قرار گرفت و با کربن فعال تجاری مقایسه شد. نتایج نشان داد که سرعت جذب سطحی متیل ویولت، متیلن بلو و متیل اورانژ بر روی کربن فعال تهیه شده، به ویژه در زمان های اولیه جذب سطحی بیشتر از کربن فعال تجاری بوده و سرعت جذب سطحی برموتیمول بلو بر روی هر دو نوع جاذب روند تقریباً مشابهی را دارد. داده های تجربی سینتیکی به وسیله چهار مدل شبه مرتبه اول، شبه مرتبه دوم، مرتبه مختلط 1و2 و معادله سرعت چند نمایی بررسی شدند. کربن فعال تهیه شده ظرفیت جذب بیشتری (بیش از دو برابر) برای جذب سطحی متیل ویولت از محلول آبی نسبت به نوع تجاری نشان داده و در مورد جذب دیگر رنگ ها ظرفیت جذب آن نزدیک به ظرفیت جذب نوع تجاری می باشد. داده های تجربی تعادلی به وسیله ایزوترم های لانگمویر، فروندلیچ، ردلیچ-پترسون و بروئرس-سوتولانگو مورد بررسی قرار گرفتند. اثر ph اولیه محلول ها بر روی درصد حذف رنگ ها نیز مورد بررسی قرار گرفته است.