مطالعه عملكرد نانوكامپوزيتهاي MgO/كلينوپتيلوليت در فرآيند جذب سطحي آلاينده­ ي رنگي آنيوني

Study of the MgO/Clinoptilolite Nanocomposites Performance in the Adsorption of Anionic dye Pollutant

در اين پژوهش، با هدف تثبيت نانوساختارهاي MgO براي سهولت عملياتي و همچنين بررسي اثر هم افزايي سطح زئوليت و گروه هاي MgO در جذب سطحي رنگ آنيوني، نانوكامپوزيت هاي MgO-كلينوپتيلوليت با روش هم رسوبي تهيه شدند. نانوكامپوزيت هاي تهيه شده MgO-كلينوپتيلوليت با تكنيك هاي پراش اشعه ايكس (XRD) و طيف سنجي مادون قرمز (FTIR) شناسايي شدند. نتايج XRD تاييد كننده تشكيل نانوذرات MgO و توزيع گسترده آنها بر روي سطح كلينوپتيلوليت بود. در ادامه عملكرد اين نانوكامپوزيت ها در حذف آلاينده رنگي متيل اورانژ به عنوان نمونه رنگ آنيوني بررسي شده و تاثير پارامترهاي مختلف در كارايي آن ها با روش طراحي آزمايش رويه پاسخ (RSM) مطالعه و بررسي شد. كلينوپتيلوليت عملكرد بسيار پاييني در حذف رنگ متيل اورانژ داشت، اما با اضافه شدن نانوذرات MgO به آن، درصد حذف رنگ افزايش پيدا كرد. نتايج آزمايش هاي جذب نشان داد كه نانوكامپوزيت 50 درصدجرمي MgO- كلينوپتيلوليت بهترين عملكرد در حذف رنگ آنيوني داشت. با توجه به نتايج RSM، مشخص شد pH و دما اثر مثبت در حذف رنگ داشتند، اما نسبت جرمي جذب شونده به جاذب اثر منفي داشته است. مقادير بهينه متغيير ها (10 = pH، دماC° 57، نسبت جرمي جذب شونده به جاذب 18/1 ميلي گرم برگرم) به دست آمد. كارايي نانوكامپوزيت 50 درصد جرمي MgO-كلينوپتيلوليت در اين شرايط بهينه، تا %99 حذف رنگ در زمان 120 افزايش يافت.

In this study, in order to the stabilizing of MgO nanostructures to facility, and also investigation of the synergistic effect of MgO and clinoptilolite in the anionic dye removal from wastewater. The MgO-clinoptilolite nanocomposites were prepared by co-precipitation method. The prepared nanocomposites were characterized by X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR). The XRD analysis revealed that MgO have superior dispersion with less agglomeration and sintering on the clinoptilolite. The performance of these nanocomposites was investigated as adsorbent in the removal of methyle orange as an anionic dye pollutant. The clinoptilolite showed a very low performance, by the addition of MgO nanoparticles, the removal percentage of methylene blue was extremely increased (50 wt.% MgO-clinoptilolite has the best performance). Response surface methodology (RSM) was used to investigate the effect of some parameters on the performance of 50 wt.% MgO-clinoptilolite and to optimize of experiment conditions. The maximum dye removal efficiency (96 %) was obtained at the pH of 10, temperature of 57 °C and adsorbate to adsorbent weigh ratio of 1.18 mg/g.