بررسي كارايي نانو لوله‌هاي تك ديواره، چند ديواره و هيبريد كربني در حذف بنزن و تولوين از محلولهاي آبي

Benzene and Toluene Removal by Single Wall, Multi Wall, and Hybrid Carbon Nano Tubes from Aqueous Solutions

در اين مقاله حذف بنزن و تولوين از محلولهاي آبي با استفاده از نانو لوله‌هاي كربني تك ديواره، نانو لوله‌هاي كربني چند ديواره و نانو لوله‌هاي كربني هيبريد مورد بررسي قرار گرفت. براي انجام آزمايش، غلظت بنزن و تولوين 10 ميلي‌گرم در ليتر، غلظت نانو لوله‌هاي كربني 1 گرم در ليتر و زمان تماس 10 دقيقه در pH خنثي در نظر گرفته شد. نمونه‌هاي مورد نياز به‌صورت شبيه‌سازي شده در آزمايشگاه ساخته شد و توسط دستگاه گاز كروماتوگرافي جرمي آناليز گرديد. براي آناليز داده‌ها از نرم‌افزار طراحي آزمايش استفاده شد. نتايج نشان داد كه ظرفيت جذب بنزن و تولوين توسط نانو لوله‌هاي كربني تك ديواره (براي بنزن 98/9 ميلي‌گرم بر گرم و براي تولوين 96/9 ميلي‌گرم بر گرم) بيشتر از نانو لوله‌هاي كربني چند ديواره و نانو لوله‌هاي كربني هيبريد است. تولوين بيشتر از بنزن جذب گرديد كه ناشي از بيشتر بودن قابليت انحلال بنزن و كمتر بودن وزن مولكولي آن نسبت به تولوين است. بازيابي نانو لوله‌هاي كربني استفاده شده با استفاده از گرما در دماي 2±105 درجه سلسيوس نيز انجام گرفت كه علاوه بر بازيابي، باعث بهبود عملكرد آنها در حذف بنزن و تولوين نسبت به حالت اوليه نيز گرديد. به‌طوري كه راندمان حذف بنزن و تولوين توسط نانو لوله‌هاي كربني تك ديواره به 8/99 درصد رسيد. نتايج اين تحقيق نشان داد كه نانو لوله‌هاي كربني تك ديواره به‌طور موثري بنزن و تولوين را از آب جذب مي‌نمايند و داراي پتانسيل خوبي براي تصفيه آب و فاضلابهاي آلوده به مواد نفتي هستند.

The removal of benzene and toluene from aqueous solutions by single and multi walled carbon nano tubes (SWCNT and MWCNT) and hybrid carbon nano tube (HCNT) were evaluated. In this study nanomaterials in a dose of 1 g/l and contact time 10 min with benzene and toluene concentrations of 10 mg/l and pH 7 were chosen. Synthetic samples were analyzed by GC/MS. In order to analysis data Design of Experiment (DOE) softwere was used. The equilibrium amount (qe) (mg/g) for SWCNT (B: 9.98 mg/g, T: 9.96 mg/g) was found higher than MWCNT and HCNT. The amount of uptake for SWCNT was T > B, that was due to increasing of water solubility and decreasing of its molecular weight. It could be concluded that recycling by heating at 105±2?C provide better adsorption performance for recycled CNTs than their initial state. So that benzene and toluene removal efficiency improved to 99.8 percent. This study showed the SWCNTs are efficient as benzene and toluene adsorbents in environmental pollution control technology.