بررسي ايزوترم و سينتيك جذب رنگ زاي متيلن آبي به روش غيرخطي با استفاده از نانوكامپوزيت TRAC/ZnO در سيستم ناپيوسته

Investigation of isotherm and kinetic of methylene blue adsorption by Tobacco residues activated carbon/ZnO nanocomposites with non-linear method

پساب هاي صنعتي معمولا، يكي از عمده ترين صنايع آلاينده محيط زيست به شمار مي روند. تخليه فاضلاب هاي رنگي صنايع در آب هاي پذيرنده منجر به بروز پديده اتريفيكاسيون يون و ازنظر بهداشتي داراي خاصيت سرطان زايي و جهش زايي مي باشد. لذا هدف از اين تحقيق بررسي حذف رنگ متيلن آبي از محيط هاي آبي با استفاده از نانوكامپوزيت كربن فعال حاصل از پسماند توتون و نانو اكسيد روي (TRAC/ZnO) مي باشد. اين تحقيق يك نوع مطالعه تجربي- آزمايشگاهي بود. در اين مطالعه تاثير پارامترهاي مختلف بر عملكرد جاذب بررسي شد و ايزوترم ها و سينتيك هاي جذب به صورت غيرخطي تعيين شد و غلظت رنگ به روش اسپكتروفتومتري در طول موج 664 نانومتر اندازه گيري شد. نتايج نشان داد كه با افزايش زمان تماس، دوز جاذب و pH، ميزان حذف افزايش خواهد يافت ولي با افزايش غلظت رنگ ميزان حذف كاهش مي يابد. بالاترين كارايي حذف براي غلظت اوليه 50 ميلي گرم بر ليتر، pH برابر با 10، زمان فراصوت دهي 8 دقيقه و دوز جاذب 0/05 گرم بر ليتر به دست آمد. حذف رنگ با استفاده از نانوكامپوزيت TRAC/ZnO از ايزوترم فروندليچ (0/99 =R2) و سينتيك شبه مرتبه دوم (0/92 = R2) تبعيت مي كند. نتايج نشان داد كه نانوكامپوزيت TRAC/ZnO به طور قابل ملاحظه اي قادر به حذف رنگ زاي متيلن آبي در مدت زمان كم از محلول هاي آبي مي باشد؛ بنابراين به عنوان يك جاذب موثر مي تواند جهت حذف مواد رنگي مورداستفاده قرار گيرد.

Industrial wastewater is one of the major environmental pollutants. Discharge of the colorful industrial effluent into the receptive waters leads to eutrophication and has mutagenic and carcinogenic properties. Therefore, the aim of this study was to investigate the removal of methylene blue (MB) from aqueous solutions by tobacco residues activated carbon and ZnO nanocomposite (TRAC/ZnO). This is an experimental-lab study. The effect of various parameters on adsorbent performance was investigated. The non-linear isotherms and kinetics of adsorption were determined. The dye concentration was measured in wavelength of 664 nm by spectrophotometer. The results indicated that the removal rate of dye increased with increasing the contact time and dose of adsorbent pH but the removal rate decreased with increasing the initial concentration of dye. The maximum adsorption was achieved at initial concentration of 50 mg.L-1, pH=10, Ultrasonicated time of 8 min and adsorbent dosage of 0.05 g/L-1. In addition, the dye removal with TRAC/ZnO nanocomposite was best fitted to Ferundlich isotherm (R2=0.96) and pseudo second order kinetic (R2=0.92). This study showed that the TRAC/ZnO nanocomposite is highly capable of removing MB dye from aqueous solutions in low contact time. Therefore, the TRAC/ZnO nanocomposite can be considered as an effective adsorbent in dye removal.