ايزوترم، سينتيك و ترموديناميك جذب رنگزاي راكتيو آبي5 (RB5) با استفاده از كامپوزيت مغناطيسي كربن فعال و نانو ذرات Fe3O4

Isotherm, Kinetic and Thermodynamic of Reactive Blue 5 (RB5) Dye Adsorption Using Fe3O4 Nanoparticles and Activated Carbon Magnetic Composite

در مطالعه حاضر كربن فعال مغناطيسي شده (AC-Fe3O4) به دليل جداسازي سريع و آسان و عدم ايجاد آلودگي ثانويه در محلول، سنتز شد و به عنوان جاذب در حذف رنگزا راكتيو آبي 5 (RB5) از محيط‌هاي آبي مورد استفاده قرار گرفت. ويژگي‌هاي فيزيكي، سطحي و ريخت‌شناسي جاذب سنتز شده با استفاده از روش‌هاي TEM, EDX, SEM, XRD و BET بررسي گرديد. به علاوه كارآيي جاذب در حذف ماده رنگزا در محيط ناپيوسته با بررسي تاثير متغيرهايي نظير pH، زمان تماس، مقدار جاذب، غلظت اوليه رنگ و دماي محلول مطالعه و براي ارزيابي داده‌ها از دو مدل ايزوترم لانگمير و فروندليچ و دو مدل سينتيكي شبه درجه اول و دوم استفاده شد. نتايج نشان داد كه در pH بهينه برابر 3 و زمان تعادل 15 دقيقه، كارايي جذب با افزايش دما و مقدار جاذب مصرفي و كاهش غلظت اوليه ماده رنگزا، افزايش يافته است. نتايج حاصل از مطالعه ايزوترم‌ها و سينتيك‌هاي جذب نشان داد كه فرآيند جذب از ايزوترم لانگمير (0.999R2 > ) و مدل سينتيك شبه درجه دوم (0.995R2 > ) تبعيت مي‌كند. حداكثر ظرفيت جذب تحت شرايط بهينه بر مبناي ايزوترم لانگمير mg/g 250 حاصل گرديد. مقادير به دست آمده از متغيرهاي ترموديناميكي نيز نشان داد كه جذب RB5 روي AC-Fe3O4اندوترميك و خودبخودي است.

In this study, magnetized activated carbon was synthesized due to quick and easy separation and no secondary pollution in solution, and was used as an adsorbent for the removal of Reactive Blue (RB5) from aqueous solution. Physical, surface and morphological properties of the synthesized adsorbent were analyzed by XRD, SEM, EDX, TEM and BET techniques. Furthermore, the efficiency of the adsorbent in removal of dye in a batch system was studied by investigating the impact of different parameters such as pH, contact time, adsorbent dosage, initial dye concentration and solution temperature. Langmuir and Freundlich isotherms and two models kinetically of pseudo first-order and pseudo second-order were used to investigate the experimental data. Results showed that at an optimum pH of 3 and an equilibrium time of 15 minutes, adsorption efficiency increases with increasing temperature and the amount of adsorbent used and decrease in the initial dye concentration. Results from studying the isotherms and kinetics of adsorption indicated that adsorption process follows Lungmuir isotherm (R2 > 0.999) and the kinetic model of pseudo second-order (R2 > 0.995). The maximum adsorption capacity was calculated 250 mg/g under optimum conditions based on Langmuir isotherm. Also, the calculated values from thermodynamic parameters showed that the adsorption of RB5 on AC-Fe3O4 is endothermic and spontaneous.