20973

۲۰۹۷۳

حذف آلاينده‌هاي رنگ از محيط مايع به كمك نانو ذرات هسته پوسته

كارشناسي ‌ارشد

مهندسي شيمي

۱۳۹۵

۱۳۹۸/۴/۱۸

دكتر احمد رهبر

مهندسي شيمي

چكيده امروزه يكي از مشكلات محيط زيستي وجود رنگ‌زاهاي مصنوعي در پساب است كه با ساختارهاي آلي براي انسان‌ها بسيار سمي و سرطان‌زا هستند. همواره تلاش‌هاي بسياري براي جداسازي اين رنگ‌زاها از پساب انجام‌شده كه در اين ميان استفاده از نانو جاذب‌ها به‌ويژه نانوذرات هسته پوسته با سطح خاص آن‌ها، جداسازي آسان و اهميت اقتصادي توجه بسياري را به خود جلب كرده است. نانوذرات هسته پوسته نانوجاذبي است كه قابليت زيادي در حذف رنگ‌زاها از پساب نشان داده است. ازاين‌رو، هدف از اين پژوهش، بررسي قابليت نانوذرات هسته پوسته Fe3O4@NiO در حذف رنگ‌زاي آنيوني كنگورد از محلول‌هاي آبي است. كل خصوصيات نانوجاذب Fe3O4@NiO با استفاده از تكنيك‌هاي XRD، FTIR ،EDS ،SEM ، TEM و VSM شناسايي شد. اثر پارامترهاي مؤثر بر فرآيند رنگ‌بري مانند pH ابتدايي در بازه (11-3)، غلظت اوليه رنگ (ppm 500-100)، مقدار جاذب (g/L 15-05/0)، دما ( OC50-20) و زمان تماس (150-2 دقيقه) روي فرآيند جذب سطحي بررسي شد. حداكثر راندمان جذب در 7=pH، غلظت ppm100، مقدار جاذب g/50mL 5/0، دمايOC 20و زمان تماس 90 دقيقه به دست آمد. نتايج نشان داد كه داده‌هاي تعادل جذب مطابقت بهتري با ايزوترم جذب لانگموير دارد و طبق اين مدل حداكثر ظرفيت جذب مقدار mg/g 081/204 بدست آمد. فرآيند جذب كنگورد بر روي Fe3O4@NiOاز معادله سينتيكي شبه مرتبه دوم تبعيت مي‌كند كه نشان مي‌دهد فرآيند به‌وسيله جذب شيميايي قابل‌كنترل است. همچنين مطالعات ترموديناميكي نشان داد فرآيند جذب يك فرآيند خود به خودي و گرماگير است. به‌طوركلي، نتايج نشان داد Fe3O4@NiO مي‌تواند به‌عنوان يك جاذب نويدبخش براي حذف كنگورد از محلول‌هاي آبي به جهت زمان تعادل پايين و ظرفيت جذب بالا استفاده شود. واژه‌هاي كليدي: نانوذرات هسته-پوسته، جذب سطحي، آلاينده‌هاي رنگ، كنگورد،Fe3O4@NiO

1398/06/07

Removal of dyes from Aqueous Solutions Using Core-shell nanoparticles

7/9/2019 12:00:00 AM

Removal of dyes from Aqueous Solutions Using core-shell nanoparticles Abstract Nowadays, one of the environmental problems is the presence of synthetic dyes with organic structures in wastewaters which is highly toxic and carcinogenic for humans. re searchers have always made many attempts to isolate the dyes from waste waters that among these the use of core-shell nanoparticles have been received increasing attention due to the special surface, easy Separation and economic significance. Fe3O4@NiO has shown great ability in removal of dyes from waste watersTherefore, the aim of this study was to evaluate the ability of Fe3O4@NiO in removal of anionic dye Congo red. The full characterization of Fe3O4@NiO was characterized with different techniques such XRD, FTIR, EDS،SEM and TEM. The effect of various parameters, such as the initial pH value in range of (3-11), initial dye concentration (100-500 mg/L), adsorbent dosage (0.05-15 g), contact time (2-150 min) and temperature (20-50 C°) on adsorption process was investigated. The maximum adsorbent efficiency was achieved in pH=7, initial dye concentration 100 mg/L, adsorbent dosage0.5 g/50mL, contact time 90 minutes and temperature 20 C°. The results showed that the adsorption equilibrium data correlates well with Langmuir adsorption isotherm.It was found that the adsorption of Congo red on nano-chitosan followed the pseudo-second order equation which indicates that the adsorption process is chemisorption controlled. Thermodynamic studies also indicated that the adsorption process was a spontaneous and exothermic process. In general, the results indicate that Fe3O4@NiO have can be used as a promising adsorbent for the removal of Congo red from aqueous solutions in terms of lower equilibrium time and higher adsorption capacity. Key words: dyes, Congo red, core-shell nanoparticles, adsorption,Fe3O4@NiO