استخراج كيتوسان از پوست ميگو: شناسايي و كاربرد آن در حذف رنگزاي هاي واكنش پذير آبي 13 و اسيدي سبز 3 از محلول آبي

Extraction of Chitosan from Shrimp Shell: Characterization of Chitosan and Its Application for Removal of Reactive Blue 13 and Acid Green 3 Dyes from an Aqueous Solution

امروزه يكي از مشكلات زيست محيطي، وجود رنگزاهاي مصنوعي در پساب است كه با ساختارهاي آلي براي انسان ها بسيار سمي و سرطان زا هستند. همواره تلاش هاي بسياري براي جداسازي اين رنگزاها از پساب انجام شده كه در اين ميان استفاده از مواد طبيعي به دليل فراواني، زيست سازگاري و ارزاني توجه بسياري را به خود جلب كرده است، كيتوسان زيست پليمري است كه قابليت زيادي در حذف رنگزاها از پساب نشان داده است. اين پليمر كاتيوني، غيرسمي و زيست تخريب پذير است. بنابراين هدف از اين پژوهش، استخراج كيتوسان از پوست ميگو و بررسي قابليت آن در حذف رنگزاهاي اسيدي سبز 3 (AG3) و واكنش پذير آبي 13 (RB13) است. براي تهيه كيتوسان ابتدا كيتين از پوست ميگو استخراج شد. سپس، با استيل زدايي آن به وسيله سديم هيدروكسيد غليظ، كيتوسان به دست آمد كه به كمك روش هاي XRD، SEM و FTIR شناسايي شد. آزمون هاي حذف رنگزا در يك سامانه ناپيوسته با بررسي اثر پارامترهاي pH، دما، زمان تماس و مقدار جاذب انجام شد. با بررسي طيفFTIR ، درجه استيل زدايي كيتوسان %70 و وزن مولكولي آن به وسيله گرانروي سنج با اندازه گيري گرانروي ذاتي برابر 5 10×1/4 مشخص شد. بر اساس نتايج به دست آمده در pH اسيدي حذف هر دو رنگزا افزايش يافته است. همچنين، كيتوسان در شرايط بهينه مقدار %89 از رنگزاي RB13 و %91 از AG3 را حذف كرده كه نشان دهنده عملكرد مناسب كيتوسان استخراج شده در حذف رنگزاها بوده است.

Dyes in industrial wastewater, even at low concentrations, are also highly toxic and carcinogenic, and entry of these substances into the environment causes intense water pollution, impairment of aquatic life and human health, so the removal of these noxious substances are necessary. Also researchers around the world are always looking for easy and affordable methods to clean the environment and industrial wastewater from polluting agents and specifically the dyes. On the other hand, bioabsorbents because of the abundance, availability in nature and eco-friendly nature have attracted much attention. Moreover chitosan is one of the bioabsorbents, which has shown interesting potential for removal of various contaminants (dyes) from wastewater. In this study the extraction of chitosan from shrimp shell and its ability to remove anionic dyes, acid green 3 (AG3) and reactive blue 13 (RB13), were investigated. Therefore, chitin was extracted by dilute hydrochloric acid followed by dilute sodium hydroxide and finally it was deacetylated by concentrated sodium hydroxide to produce chitosan. The test of color removal in a batch system and also the effects of pH, temperature, contact time and adsorbent dose, were investigated. Chitosan was characterized by XRD, SEM and FTIR. The degree of deacetylation of 70% for chitosan was confirmed by FTIR, and molecular weight of 1.4 × 105 was obtained by viscometry. Based on these results, the pH and temperature are very important parameters in the removal of both dyes. Also the contact time and amount of adsorbent were considered important for the removal of RB13, but not in case of AG3. Chitosan under optimized conditions is found to remove 89% and 91% of RB13 and AG3, respectively; an indication of the proper functioning of chitosan extracted from shrimp shell in dyes removal.