سنتز جاذب کربن فعال حاصل از فاضلاب های صنعتی و استفاده از آن در حذف ترکیبات فنلی از آب در سیستم ناپیوسته

هدف از این مطالعه سنتز یک کربن فعال جدید از یک منبع بیولوژیکی ارزان قیمت به منظور حذف فنل از پساب در فرایند ناپیوسته بوده است. در فرایند سنتز کربن فعال ابتدا لجن جمع آوری شده از پساب کارخانه چوب وکاغذ به منظور ثابت شدن وزن، در آون در دمای ?c 110 خشک شد و سپس توسط خرد کن به ذرات ریز خرد گشتند و با الک به اندازه mm25/0 غربال شدند. ذرات غربال شده به منظور فعال سازی شیمیایی با zncl2 m 2/1 به مدت 8 ساعت در دمای ?c 80 آغشته شدند. به دنبال فرایند فعال سازی، دوغاب بدست آمده در کوره ای که نیتروژن اتمسفر در آن عبور می کرد در شرایط دمایی ?c 700، زمان اقامت یک ساعت، نرخ حرارتی c/min ?15 و دبی گاز ml/min 100 پیرولیز شدند. در نهایت نمونه های پیرولیز شده به منظور حذف ترکیبات آلی با hcl m1/0 شسته شده و با آب مقطر به منظور تنظیم ph در بازه خنثی (7-6) آب شویی شدند. جاذب بدست آمده به منظور بررسی خواص و مورفولژی سطح مورد آنالیز های sem، ftir و bet قرار گرفت. آنالیز sem نشان داد که جاذب دارای حفرات متعدد می باشد و آنالیز ftir وجود گروه های عاملی بر روی سطح جاذب را آشکار نمود. در نهایت آنالیز bet نشان داد که جاذب از مساحت سطح مناسبی (m2/g 316) برخوردار می باشد که به جاذب قابلیت جذب مناسب را می بخشد. در گام بعدی از جاذب سنتز شده به منظور حذف فنل از محلول آبی در فرایند ناپیوسته استفاده شد. در این سیستم اثر پارامتر-هایی مانند میزان جاذب، ph ، زمان تماس، غلظت و دمای عملیاتی به منظور یافتن شرایط بهینه مورد مطالعه قرار گرفتند. تاثیر میزان جاذب در بازه g/l 67/6-67/1 مورد مطالعه قرار گرفته و 5/0 گرم به ازای ml 150 محلول فنل به عنوان مقدار بهینه انتخاب گردید. تاثیر ph بر روی فرایند جذب در بازه 3-8 مورد بررسی قرار گرفت و ph بهینه برای جذب فنل در ناحیه خنثی (7-6) بدست آمد. آزمایشات ناپیوسته در دماهای 25، 35 و ?c 45 و در محدوده غلظتی mg/l 60-10 انجام شد. ظرفیت جذب فنل و همچنین راندمان حذف با افزایش دما کاهش یافت که حاکی از گرمازا بودن واکنش بوده است. بیشترین ظرفیت جذب فنل در دمای?c 25 و غلظت mg/l 60 با میزان جذب mg/g 04/15 حاصل شد. به منظور توصیف داده های تعادلی از سه مدل همدمای لانگمیر، فرندلیچ و لانگمیر-فرندلیچ بهره برده شد که مدل همدمای لانگمیر-فرندلیچ با ضرایب همبستگی به مراتب بهتر نسبت به دو مدل دیگر توانست داده های تعادلی را برازش نماید. از مدل های سینتیکی شبه درجه اول و شبه درجه دوم به منظور بررسی سینتیک جذب استفاده شد که مدل سینتیک شبه درجه دوم نسبت به مدل سینتیک شبه درجه اول داده-های تجربی را بهتر توصیف نمود. از مدل نفوذ درون ذره ای به منظور تشخیص مرحله کنترل کننده سرعت استفاده گردید و مشخص شد که این مکانیزم تنها مرحله کنترل کننده سرعت نمی باشد ولی با این حال در فرایند جذب دخیل می باشد. همچنین تحلیل های ترمودینامیکی نیز به منظور تعیین مقدار انتالپی، انتروپی و انرژی آزاد گیبس انجام پذیرفت و نتایج نشان از منفی بودن انرژی آزاد گیبس و انتالپی و انتروپی داشتند که به ترتیب به مفهوم خودبخودی بودن و گرمازا بودن ماهیت واکنش و کاهش میزان بی نظمی مولکول ها اشاره داشته است.