اصلاح ساختار نانولوله كربني چند ديواره كربوكسيله شده با استفاده از دي‌اكسيد تيتانيم براي جذب سطحي ماده رنگزاي انديگوكارمين از محيط آبي (بررسي ترموديناميكي و سينتيكي)

در اين پژوهش، اثر نشاندن TiO2  روي نانولوله‌كربني چندديواره عامل‌دارشده با گروه كربوكسيل (FMWCNT) به روش دوپه كردن روي جذب سطحي ماده رنگزايانديگو كارمين كه يك ماده رنگزاي اسيدي است، در محيط آبي مورد بررسي قرار گرفت. TiO2 روي سطح FMWCNT نشانده شد. صحت انجام كار با استفاده طيف‌‌سنجي زير قرمز تبديل فوريه، پراش پرتو ايكس و ميكروسكوپ الكتروني مورد تاييد قرار گرفت. آزمايش‌هاي جذب سطحي ماده رنگزا با استفاده از يك فرآيند ناپيوسته انجام شد. اثر زمان تماس، pH ، غلظت ماده رنگزا و دما در جذب سطحي ماده رنگزاي انديگو كارمين روي جاذب اصلاح ساختار شده (FMWCNT/TiO2)  و جاذب FMWCNT مورد بررسي قرار گرفت. مدل‌هاي سينتيكي شبه‌ درجهاول، شبه درجهدوم و نفوذ درون ذره‌اي براي توصيف سينتيك جذب سطحي مورد استفاده قرار گرفتند. علاوه‌‌بر‌اين، ايزوترم‌هاي لانگموير، فروندليچ، تمكين و دوبينين رادوشكويچ براي توصيف جذب سطحي تعادلي به كار رفتند. داده‌هاي به دست آمده با استفاده از رگراسيون خطي مورد برازش قرار گرفت. نتايج نشان داد كه  pHمناسب براي هر دو جاذب برابر 3 است. زمان تعادل براي هر دو جاذب 90 دقيقه تعيين شد. ظرفيت جذب سطحي با نشاندن TiO2  افزايش يافت. مقدار جذب سطحي با افزايش غلظت ماده رنگزا افزايش مي‌يابد. مدل سينتيك شبه درجه‌ دو بهترين تطابق را با داده‌هاي تجربي در هر دو جاذب دارد. داده‌هاي جذب سطحي تعادلي ماده رنگزايانديگو كارمين روي هر دو جاذب، بيشترين تطابق را با ايزوترم لانگموير در سه دماي 25، 35 و 45 درجه سانتي‌گراد داشتند. مطالعات ترموديناميكي فرآيند جذب سطحي روي هر دو جاذب نشان داد كه فرآيند جذب سطحي گرمازا بوده و جذب سطحي از نوع شيميايي است.