بررسي كارايي نانوذرات مغناطيسي فريت كبالت و فريت كبالت اصلاح شده بر رنگبري رنگزاي دايركت قرمز 23 از محلول‌هاي آبي- مطالعه ايزوترم و جذب

Efficiency of Cobalt Ferrite and Modified Cobalt Ferrite Magnetic Nanoparticles in Removal of Direct Red 23 from Aqueous Solutions: Isotherm and Adsorption Study

زمينه و هدف: تخليه پساب­هاي حاوي رنگ­زاها به منابع آبي به دليل ويژگي­هاي سرطان زايي، جهش زايي و ماهيت سمي در آب مي­تواند آثار زيانباري بر سلامت انسان و محيط زيست بگذارد. مطالعه حاضر، با هدف بررسي كارايي نانوذرات مغناطيسي فريت كبالت و فريت كبالت اصلاح شده بر رنگبري رنگزاي دايركت قرمز 23 از محلولهاي آبي انجام پذيرفت. روش كار: اين تحقيق، يك مطالعه كاربردي- توسعه­اي است كه طي آن نانوذرات مغناطيسي فريت كبالت و فريت كبالت اصلاح شده سنتز گرديد. از رنگزاي دايركت قرمز 23 به عنوان مدل جهت بررسي قابليت رنگبري جاذب استفاده گرديد. تاثير متغيرهاي موثر بر فرايند جذب مانند غلظت اوليه رنگزا (200-50 ميليگرم در ليتر)، مقدار جاذب (4/0-1/0 گرم در ليتر)، pH (10-2) و اثر نمك­هاي معدني (سديم كلرايد، سديم سولفات، سديم بيكربنات و سديم كربنات) نيز بررسي شد. جهت ارزيابي داده­ها از مدل­هاي ايزوترمي لانگموير، فرندليچ و تمپكين استفاده گرديد. يافته­ ها: حداكثر راندمان رنگبري توسط نانوذرات مغناطيسي فريت كبالت و فريت كبالت اصلاح شده به ترتيب 45/14 و81 درصد بدست آمد. حداكثر ظرفيت جذب براي دايركت قرمز 23 بر روي نانوذرات مغناطيسي فريت كبالت اصلاح شده معادل 6792/188 ميلي­گرم در گرم بدست آمد. همچنين جذب رنگزا روي جاذب اصلاح شده از ايزوترم لانگموير پيروي مي­كند. نتيجه­ گيري: با توجه به نتايج بدست آمده به نظر مي­رسد كه نانوذرات مغناطيسي فريت كبالت اصلاح شده مي­تواند به عنوان جاذبي مناسب جهت رنگبري رنگزاي دايركت قرمز 23 از پساب­هاي رنگي مورد استفاده قرار گيرد.

Background & objectives: Discharge of dye containing effluent into water resources can pose hazardous effects to the environment and human health because of their carcinogenic, mutagenic, and toxic nature. The present research was performed to study the efficiency of cobalt ferrite magnetic nanoparticles and its modified type in removing Direct Red 23 from aqueous solutions. Methods: In this applicable study magnetic nanoparticle of cobalt ferrite and modified cobalt ferrite were synthesized. Direct Red 23 dye was selected as a model to evaluate decolorization potential of the adsorbent. The effects of parameters such as initial dye concentrations (50-200 mg/L), adsorbent dose (0.1-0.4 g/L), pH (2-10) and the effect of inorganic salts (NaCl, Na2SO4, NaHCO3 and Na2CO3) on the adsorption process were also studied. Longmuir, Freundlich, and Tempkin isotherm models were applied for data evaluation. Results: Maximum efficiencies of cobalt ferrite magnetic nanoparticles and modified cobalt ferrite magnetic nanoparticles for dye removal were 14.45 and 81%, respectively. The maximum adsorption capacity of modified cobalt ferrite magnetic nanoparticles for Direct Red 23 was 188.6792 mg/g of adsorbent. Adsorption of dye on modified adsorbent followed Langmuir isotherm. Conclusion: Based on the obtained results, it is concluded that modified cobalt ferrite magnetic nanoparticles can be used as an effective adsorbent for removal of Direct Red 23 form colored effluents.