بررسی کارایی کربن‌فعال تولید‌شده از چوب انگور در حذف رنگ‌های راکتیو بلو 19 و راکتیو رد 198 از محلول آبی-مطالعات تعادلی و سنتیکی

الموضوعات :

مهران بیجاری ¹ (کارشناسی‌ارشد آلودگی محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی و علوم دریایی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران)
زهره علی محمدی ² (کارشناسی‌ارشد آلودگی محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی و علوم دریایی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران)
حبیب اله یونسی ³ (استاد گروه محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی و علوم دریایی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران*(نویسنده مسول))
نادر بهرامی فر ⁴ (دانشیار گروه محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی و علوم دریایی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران)

تاريخ الإرسال : 27 الأحد , صفر, 1438 تاريخ التأكيد : 24 الأحد , ربيع الأول, 1440 تاريخ الإصدار : 08 الأحد , شعبان, 1442

الکلمات المفتاحية: چوب انگور, سیستم ناپیوسته, کربن‌فعال, رنگ راکتیو بلو 19, راکتیو رد 198,

ملخص المقالة :

زمینه و هدف: رنگ‌های راکتیو از جمله پرکاربردترین رنگ‌ها در صنایع نساجی هستند. در فرآیند رنگرزی حدود 60 تا 70% از رنگ‌ مصرفی بر روی الیاف تثبیت می‌شود. در آخرین مرحله آب‌شویی الیاف حدود 15-10 % از رنگ‌های راکتیو مصرفی وارد پساب شده و باعث بروز مشکلات زیست محیطی می‌گردند. لذا هدف از این مطالعه حذف رنگ‌های راکتیو بلو19 و راکتیو رد 198 با استفاده از کربن‌فعال تهیه‌شده از پسماند حاصل از هرس درختچه انگور در سیستم ناپیوسته است.روش بررسی: در این مطالعه کربن‌فعال با فعال‌ساز اسیدفسفریک در نسبت اشباع 1:2 و در دمای°C 400 سنتز شد. همچنین شرایط بهینه برای حداکثر جذب رنگ‌های راکتیو بلو19 و رد 198 در این مطالعه pH برابر 2، دوز جاذب g/l 05/0، غلظت اولیه رنگ mg/l‌300، دما C° 60، حجم محلول ml 200 و زمان تماس 120 دقیقه تعیین شد.یافته ها: نتایج نشان داد که نمونه کربن‌فعال با سطح ویژه m2/g 1950 و حجم کلی حفرات cm3/g 588/1 و توزیع 51% حفرات در محدوده میکروحفره با حداکثر ظرفیت جذب mg/g 1154 برای رنگ بلو 19 و mg/g 431 برای رنگ راکتیو 198 در شرایط بهینه از پتانسیل بالایی در حذف رنگ برخوردار است. همچنین داده‌های تعادلی رنگ راکتیو بلو 19 تطابق بیشتری با مدل فرندلیخ و داده‌های رنگ راکتیو رد 198 تطابق بهتری با مدل لانگمیر داشت. جذب هر دو رنگ نیز از مدل سینتیکی شبه مرتبه دوم پیروی نمود.نتیجه گیری: این مطالعه نشان داد کربن‌فعال تهیه‌شده از چوب انگور از پتانسیل بالایی در تصفیه پساب صنایع نساجی برخوردار است.

المصادر:

1. M.A.M. Salleh, D.K. Mahmoud, W.A.W.A. Karim, A. Idris, Cationic and anionic dye adsorption by agricultural solid wastes: A comprehensive review, Desalination, 280 (2011) 1-13.


2. G. Crini, P.-M. Badot, Application of chitosan, a natural aminopolysaccharide, for dye removal from aqueous solutions by adsorption processes using batch studies: A review of recent literature, Progress in Polymer Science, 33 (2008) 399-447.


3. M. Mohammed, A. Shitu, A. Ibrahim, Removal of Methylene Blue Using Low Cost Adsorbent: A Review, Research Journal of Chemical Sciences, In Press, (2014).


4. F. Çolak, N. Atar, A. Olgun, Biosorption of acidic dyes from aqueous solution by Paenibacillus macerans: Kinetic, thermodynamic and equilibrium studies, Chemical Engineering Journal, 150 (2009) 122-130


5. V.K. Gupta, Suhas, Application of low-cost adsorbents for dye removal – A review, Journal of Environmental Management, 90 (2009) 2313-2342.


6. Z. Aksu, Application of biosorption for the removal of organic pollutants: a review, Process Biochemistry, 40 (2005) 997-1026


7. M.A. Nahil, P.T. Williams, Pore characteristics of activated carbons from the phosphoric acid chemical activation of cotton stalks, Biomass and Bioenergy, 37 (2012) 142-149


8. Amini M, Younesi H, Bahramifar N. Biosorption of nickel (II) from aqueous solution by Aspergillus niger: response surface methodology and isotherm study. Chemosphere. (2009) 75(11):1483-91.


9. Thommes M. Physical adsorption characterization of nanoporous materials. Chemie Ingenieur Technik. 2010 Jul 1;82(7):1059-73.


10. E. Yagmur, M. Ozmak, Z. Aktas, A novel method for production of activated carbon from waste tea by chemical activation with microwave energy, Fuel, 87 (2008) 3278-3285


11. Zawadzki J. Infrared-spectroscopy in surface-chemistry of carbons. Chemistry and physics of carbon. 1989 Jan 1;21:147-380.


12. Ai L, Zhang C, Liao F, Wang Y, Li M, Meng L, Jiang J. Removal of methylene blue from aqueous solution with magnetite loaded multi-wall carbon nanotube: kinetic, isotherm and mechanism analysis. Journal of hazardous materials. 2011 Dec 30;198:282-90.


13. S. Senthilkumaar, P. Kalaamani, K. Porkodi, P.R. Varadarajan, C.V. Subburaam, Adsorption of dissolved Reactive red dye from aqueous phase onto activated carbon prepared from agricultural waste, Bioresource Technology, 97 (2006) 1618-1625.


14. K. Santhy, P. Selvapathy, Removal of reactive dyes from wastewater by adsorption on coir pith activated carbon, Bioresource Technology, 97 (2006) 1329-1336.


15. Y.S. Al-Degs, M.I. El-Barghouthi, A.H. El-Sheikh, G.M. Walker, Effect of solution pH, ionic strength, and temperature on adsorption behavior of reactive dyes on activated carbon, Dyes and Pigments, 77 (2008) 16-23.


16. Wang P, Ma Q, Hu D, Wang L. Removal of Reactive Blue 21 onto magnetic chitosan microparticles functionalized with polyamidoamine dendrimers. Reactive and Functional Polymers. 2015 Jul 31;91:43-50.


17. M. Mahboobeh, V. Rattan, K. Ameneh, P.H. Ahmad, Capacity of Activated Carbon Derived from Agricultural Waste in the Removal of Reactive Dyes from Aqueous Solutions, Carbon letters, 11 (2010) 169-175.


18. K.V. Kumar, A. Kumaran, Removal of methylene blue by mango seed kernel powder, Biochemical Engineering Journal, 27 (2005) 83-93.


19. N.K. Amin, Removal of direct blue-106 dye from aqueous solution using new activated carbons developed from pomegranate peel: Adsorption equilibrium and kinetics, Journal of Hazardous Materials, 165 (2009) 52-62.


20. W. Li, L.-b. Zhang, J.-h. Peng, N. Li, X.-y. Zhu, Preparation of high surface area activated carbons from tobacco stems with K2CO3 activation using microwave radiation, Industrial Crops and Products, 27 (2008) 341-347.


21. B.H. Hameed, A.A. Ahmad, Batch adsorption of methylene blue from aqueous solution by garlic peel, an agricultural waste biomass, Journal of Hazardous Materials, 164 (2009) 870-875.


22. Alimohammadi, Z., H. Younesi & N. Bahramifar Batch and Column Adsorption of Reactive Red 198 from Textile Industry Effluent by Microporous Activated Carbon Developed from Walnut Shells. Waste and Biomass Valorization, 1-16


23. F. Haghseresht, G. Lu, Adsorption characteristics of phenolic compounds onto coal-reject-derived adsorbents, Energy & Fuels, 12 (1998) 1100-1107.


24. P. Ding, K.-L. Huang, G.-Y. Li, Y.-F. Liu, W.-W. Zeng, Kinetics of adsorption of Zn(II) ion on chitosan derivatives, International Journal of Biological Macromolecules, 39 (2006) 222-227