حذف ماده رنگزای آزومتال کمپلکس از محلول آبی توسط کامپوزیت نانو ذرات مگنتیت و کربن فعال پودری

یکی از بزرگترین مشکلات محیط زیستی وارد شدن پساب های صنعتی به منابع آب های سطحی و زیرزمینی می باشد. جذب سطحی با استفاده از کربن فعال پودری یکی از روش های موثر برای حذف آلاینده های آلی و معدنی از پساب های صنعتی است. ولی این فرایند دارای معایبی نیز می باشد از جمله اینکه بازیابی مجدد کربن فعال پودری از محیط آبی به راحتی انجام نمی شود. برای رفع این مشکل می توان از کربن فعال پودری مغناطیس شده با استفاده از نانو ذرات مگنتیت استفاده کرد که با به کار بردن آهن ربا به راحتی امکان جداسازی کربن فعال پودری از محلول آبی فراهم می شود. در این پروژه تحقیقاتی ابتدا نانو ذرات مگنتیت سنتز شده و سپس بر روی کربن فعال پودری تثبیت شد، خصوصیات نانوکامپوزیت حاصل با استفاده از آنالیزهای xrd، ftir و sem مطالعه شد. جهت افزایش کارائی نانوکامپوزیت تهیه شده، ابتدا نسبت مطلوب fe3o4:pac (powder activated carbon ) تعیین گردید و در آزمایش های بعدی از این نسبت استفاده شد. آزمایشات نشان داد که نانوکامپوزیت با نسبت2به1 ازpac و fe3o4 بهترین کارایی را داشت. به علاوه، تاثیر عوامل موثر در جذب سطحی مانند مقدار کامپوزیت مصرفی، دمای محلول، ph و زمان تماس کامپوزیت و غلظت آلاینده ماده رنگزای اسید آبی 193 از خانواده رنگهای آزومتال کمپلکس بررسی شد. نتایج نشان دادند که راندمان جذب سطحی رنگ با افزایش دما، phهای اسیدی و مقادیر نانوکامپوزیت بیشتر افزایش می یابد. به منظور ارزیابی کارایی نانوکامپوزیت تهیه شده، درصد جذب سطحی رنگ با استفاده از این نانوکامپوزیت با راندمان حاصل از مقادیر متناظر از اجزای سازنده آن مقایسه شد. نتایج نشان دادند که در شرایط آزمایشی یکسان راندمان جذب سطحی توسط نانوکامپوزیت fe3o4: pac (24/53%)، بیشتر از راندمان های حذف fe3o4 (38/36%) و کمتر از راندمان حذف pac (45/78%) می باشد. علاوه بر آن، سینتیک واکنش جذب سطحی در شرایط دمایی مختلف ( oc 26 و oc 40)، ph مختلف (3، 5، 7و9) و مقادیر جاذب مختلف (03/0، 05/0وg 1/0) بررسی شد. نتایج نشان می دهند که در همه موارد، مدل سینتیکی از نوع مدل سینتیکی درجه دوم پیروی می کند. همچنین، جذب سطحی ماده رنگزای اسید آبی 193توسط نانوکامپوزیت fe3o4 : pac، با استفاده از روش رویه ی پاسخ مدل سازی و بهینه سازی شده و اثر پارامتر های دما، ph محلول رنگ، مقدار نانوکامپوزیت به کار رفته و زمان تماس بر روی راندمان حذف مطالعه شد. شرایط بهینه بدست آمده برای این پارامتر ها به ترتیب برابر باoc40، 3 ph=، g05/0، min 75 بود. با بررسی ایزوترم جذب سطحی کامپوزیت وکربن فعال خالص نشان داده شدکه هر دو از مدل ایزوترمی لانگمویر پیروی می کنند و حضور نانو ذرات مگنتیت در سطح کربن فعال تاثیری در نوع ایزوترم جذب ندارد. همچنین تاثیرافزایشph در واجذب محلول رنگ از سطح کامپوزیت fe3o4 :pac با اضافه کردن ml 100 محلول 2/0 مولار از سدیم هیدروکسید بررسی شد. نتایج بدست آمده حاکی از این است که افزایش ph کارایی خوبی در واجذب رنگ از سطح کامپوزیت دارد.