بررسي كارايي نانوذرات مغناطيسي سيليكا-استر (Fe3O4@SiO2-MPAP) در حذف رنگ‌زاي آنيوني از محلول‌هاي آبي: مطالعات سينتيكي، تعادلي و ترموديناميكي

مقدمه: حذف رنگ‌هاي راكتيوآزو، يكي از مشكلات اساسي در فرايند تصفيه پساب‌هاي صنايع نساجي شناخته مي‌شود. در سال‌هاي اخير استفاده از نانوذرات براي حذف و كاهش آلاينده‌ها در محيط‌هاي آبي بسيار مورد توجه قرار گرفته است. هدف از انجام پژوهش حاضر، سنتز نانوذرات مغناطيسي آهن- سيليكا با گروه عاملي استر (سيليكا- استر Fe3O4@SiO2-MPAP) و بررسي كارايي آن‌ها جهت حذف رنگ راكتيو بلك 5 (Reactive Black-5 يا RB-5) از محلول‌هاي آبي بود. روش‌ها: سنتز نانوذرات سيليكا- استر به روش هم‌رسوبي در شرايط قليايي صورت گرفت. جهت تعيين اندازه نانوذرات، از تكنيك ميكروسكوپ الكتروني عبوري (Transmission electron microscopy يا TEM) استفاده و تأثير متغيرهاي مستقل pH، غلظت اوليه رنگ و مقدار نانوذرات بر راندمان حذف رنگ بررسي گرديد. آناليزهاي سينتيك، ايزوترم و ترموديناميك به منظور تعيين نرخ و مكانيسم جذب انجام شد. در نهايت، كارايي نانوذرات بازيافت شده جهت حذف رنگ RB-5 مورد بررسي قرار گرفت. يافته‌ها: 100 درصد حذف رنگ در 2 = pH، غلظت رنگ 20 ميلي‌گرم بر ليتر توسط نانوجاذب سيليكا- استر با مقدار 0.3 گرم بر ليتر و در مدت زمان 80 دقيقه به دست آمد. مطالعات سينتيكي نشان داد كه سينتيك حذف رنگ RB-5 در شرايط بهينه از سينتيك شبه مرتبه دوم تبعيت كرد و فرايند جذب، شيميايي بود. داده‌هاي تعادلي جذب به خوبي با مدل ايزوترمي Langmuir مطابقت نمود. مطالعات ترموديناميكي نشان داد كه فرايند جذب رنگ به سادگي امكان‌پذير، خود به‌ خودي و گرماگير مي‌باشد و نانوجاذب‌هاي سنتز شده پس از پنج مرتبه بازيابي، از كارايي حذف مطلوبي برخوردار بودند. نتيجه‌گيري: نانوذرات سيليكا- استر در حذف رنگ RB-5 از محلول‌هاي آبي كارامد مي‌باشند و اين نانوذرات مي‌توانند با توجه به ساختار شيميايي و قدرت بازيابي مناسب، به عنوان جاذب مناسبي براي حذف رنگ‌هاي آنيوني از محلول‌هاي آبي مورد توجه قرار گيرند.