تولید کربن فعال تهیه شده از مخروط درخت کاج ایرانی(pinus eldarica) برای جذب سدیم دودسیل بنزن سولفونات از محلول آبی

هدف از این مطالعه سنتز کربن فعال میان حفره از مخروط درخت کاج ایرانی (pinuseldarica) به منظور حذف سورفاکتانت سدیم دودسیل بنزن سولفونات (sdbs) از محلول آبی در سیستم های ناپیوسته و پیوسته بوده است. برای سنتز کربن فعال از فعال سازهای اسیدفسفریک، پتاسیم کربنات و پتاسیم هیدروکسید با نسبت های اشباع سازی متفاوت استفاده گردید. فرایند کربنیزاسیون در کوره سرامیکی تحت جریان گاز نیتروژن با دبی گاز ml/min 100 در دمای °c750به مدت 3 ساعت و نرخ حرارتی /min °c8 انجام شد. برای شناسایی ویژگی های فیزیکی، شیمیایی و ساختاری پیش ماده و کربن فعال آنالیزهای شامل تقریبی، عنصری،xrf،tga، تیتراسیون، طیف-سنجی مادون قرمز (ftir)، آنالیز اندازه گیری سطح ویژه (bet)، میکروسکوب الکترونی پیمایشی (sem) انجام گرفت. بیشترین سطح ویژه در نمونه فعال سازی شده با اسیدفسفریک با نسبت اشباع 2 معادل m2/g1580 به دست آمد.در سیستم ناپیوسته کارایی جذب sdbs برای نمونه های کربن فعال تولید شده با استفاده از هر سه فعال ساز در نسبت های اشباع مختلف برای مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که کربن فعال تولید شده با فعال ساز پتاسیم کربنات با درصد اشباع 75/0 دارای بیشترین ظرفیت جذب معادل mg/g 56/97 بوده است. در سیستم ناپیوسته پارامترهای میزان جاذب (g/l 5/0-1/0)، ph (8-2). زمان تماس (min 120)، غلظت اولیه محلول sdbs (mg/l 125-10) و دما (°c 45-15) مورد بررسی قرار گرفتند. میزان ph، غلظت اولیه محلول و میزان جاذب به ترتیب 3، mg/l50 و g/l 5/0 برای استفاده در مراحل بعدی تعیین شدند. کارایی حذف sdbs با افزایش دما افزایش یافت که بیانگر گرماگیر بودن واکنش بین کربن فعال و sdbs بوده است. به منظور توصیف داده های تعادلی ششمدل لانگمویر، فروندلیچ، سیپس، ردلیچ- پیترسون، تمکین و دابینین- رادشکویچ مورد استفاده قرار گرفت. مدل ردلیچ- پیترسون با 994/0= r2، مطابقت بیشتری را با داده های تعادلی جذبنشان داد. هم چنین از مدل های سینتیکی شبه درجه اول، شبه درجه دوم و نفوذ درون ذره ای جهت بررسی سینتیک واکنش استفاده شد که نتایج بیانگر این بود که مدل شبه درجه دوم با 982/0 r2>از برازش بهتری با داده های تجربی برخوردار است. پارامترهای ترمودینامیکی نظیرتغییر آنتالپی، آنتروپی و انرژی آزاد گیبس محاسبه شد و نتایج نشان دهنده به ترتیب خودبه خودی بودن، گرماگیر بودن و غیر تصادفی بودن برخورد جاذب و sdbsبود. انرژی فعال سازی برابرkj/mol 26/306 بیانگر این است که جذب sdbs به صورت شیمیایی بود. هم چنین حذف sdbs از محلول آبی در سیستم پیوسته انجام گرفت و پارامترهای ارتفاع ستون، شدت جریان و غلظت های اولیه محلول sdbs بررسی شدند. برای توصیف جذب در سیستم پیوسته نیز از مدل توماس و یان استفاده گردید. بررسی نتایج نشان داد که مدل یان با (982/0 r2>) تطابق بیشتری را با داده های تجربی دارد. آزمایشات واجذب ناپیوسته با استفاده از ترکیبات مختلف انجام گرفت، در نهایت ترکیبحاوی اسیدسولفوریک و اتانول با نسبت 6/4، بیشترین میزان واجذب sdbs از کربن فعال را با درصد واجذب 15/88 درصد نشان داد. برای بررسی میزان کارایی و عملکرد کربن فعال در محیط نسبتا طبیعی از آب رودخانهاستفاده گردیدو sdbs در غلظت های مختلف به آن اضافه گردید.میزان ظرفیت جذب در غلظت mg/g 50 در محیط آب رودخانه mg/g 61/26 به دست آمد.