بهينه سازي حذف آرسنات توسط نانولوله كربني تك جداره به روش پاسخ سطحي (RSM)

Optimization of As(V)removal from aqueous solutions by Single-walled Cabon Nanotubes

زمينه و هدف: آلودگي منابع آب به آرسنيك، يك مشكل جهاني است. نوشيدن آب غني از آرسنيك در درازمدت، سبب آثار بهداشتي مختلف از جمله مشكلات پوست، سرطان پوست، سرطان مثانه، كليه و ريه، و بيماري هاي رگ هاي خوني و احتمالا ديابت، فشار خون بالا و اختلالات توليد مثل مي شود. نانو لوله هاي كربني(CNTS) از جاذب هاي نوين در عرصه نانوتكنولوژي است كه در مطالعات گوناگون مورد تحقيق قرار گرفت. در اين تحقيق، بهينه سازي حذف آرسنات توسط نانولوله كربني تك جداره به روش پاسخ سطحي مطالعه مي شود. مواد و روش كار: نانولوله هاي كربني از پژوهشكده صنعت نفت ايران تهيه گرديد. ابتدا بوسيله اسيد نيتريك عامل دار شد و كارايي حذف آرسنات سنجش گرديد. آزمايشات براساس روش پاسخ سطحي طراحي و انجام شد ارزيابي داده هاي آزمايش با استفاده از نرم افزار Minitab 16، Excel 2007 و آزمون هاي رگرسيون، همبستگي و آناليز واريانس انجام شد. يافته ها: در اين مطالعه افزايش ميزان جاذب، زمان تماس، غلظت اوليه آرسنات و كاهش pH بر كارايي حذف تاثير داشت. حداكثرظرفيت جذب آرسنات توسط نانو لوله هاي كربني برابر با 84/8 ميلي گرم به گرم بدست آمد. درصد حذف آرسنات با كاهش pH بيشتر شد با افزايش غلظت آرسنات و ميزان جاذب، ‎راندمان حذف بيشتر شد. نتيجه گيري: مدل با بالاترين ضريب (R2) و ضريب پيش بيني (Predicted R2) به تر تيب 01/95 و 25/72 براي نانولوله هاي كربني تك جداره عامل دار شده با اسيد نيتريك برآورد گرديد. در اين مطالعه حداكثر درصد حذف براي آرسنات 65% و حداكثر ظرفيت جذب 84/8 بود . با استفاده از روش پاسخ سطحي شرايط بهينه PH=3-6 و ميزان جاذب 150 ميلي گرم در حجم نمونه (100ميلي ليتر) بدست آمد.

Background& Objectives: Arsenic contamination of water resources is a global problem. Drinking of arsenic-rich water over a long period results in various health effects including skin problems, skin cancer, cancers of the bladder, kidney and lung, and diseases of the blood vessels, and possibly diabetes, high blood pressure and reproductive disorders. Carbon nanotubes (CNTS) in the field of nanotechnology, as a new adsorbents were investigated in several studies. In this research, optimization of As (V) removal from aqueous solutions by Single-walled Cabon, investigated. Material & Methods: Carbon nanotubes Carbon was prepared from Research Institute of Iranʹs oil industry. Initially the carbon nano tubes was Functionalized by nitric acid. Experiments based on the response surface methodology was designed. Test data assessment by using the software Minitab 16, Excel 2007, and regression, correlation and analysis of variance was performed. Results: In this study, increasing the amount of adsorbent, contact time, initial concentration and decreasing pH on arsenate removal efficiency was affected. Maximum capacity of arsenate adsorption by carbon nanotubes equal to 8.84 mg/g. Arsenate removal percentage increased with decreasing pH and increasing of concentrations of arsenate and absorbent value. Conclusions: The model with the highest coefficient (R2) ration predicted (Predicted R2)95/01 and 72/25for carbon single-wall carbon nano tubes by nitric acid was estimated with the maximum percentage for arsenate removal of65%and a maximum capacity8/48.Using response surface, the optimal conditions (PH = 3-6 and the absorption of 150 mg/l in sample volume (100ml) Was provided, respectively