بررسي كارايي نانوتيوب‌هاي كربني چند‌جداره در جذب اسيد هيوميك در شرايط اسيدي از محلول‌هاي آبي

The Evaluation of Efficiency of Multi-Walled Carbon Nanotubes in Humic Acid Adsorption in Acidic Conditions From Aqueous Solution

سابقه و اهداف: وجود اسيد هيوميك به عنوان يكي از پيش‌سازهاي تري هالومتان‌ها در منابع آب از مشكلات بهداشتي بسياري از جوامع است. در همين راستا در سال‌هاي اخير، روش‌هاي مختلفي براي حذف اسيد هيوميك، مورد توجه قرار گرفته است . اين مطالعه با هدف بررسي امكان‌سنجي استفاده از نانوتيوب‌هاي كربني چند‌جداره به عنوان جاذب در فرآيند جذب اسيد هيوميك در شرايط اسيدي از محلول‌هاي آبي انجام شده است. روش بررسي: اين مطالعه تجربي بصورت ناپيوسته انجام شده كه در آن اثر پارامترهاي مختلف زمان تماس، غلظت اسيد هيوميك و ميزان نانوتيوب در حذف اسيد هيوميك بررسي شده است. در طي مراحل مختلف تحقيق، غلظت اسيد هيوميك با استفاده از اسپكتروفتومتر در طول موج 254 نانومتر تعيين شد. يافته‌ها: نتايج مطالعه نشان داد كه حداكثر ظرفيت جذب سطحي اسيد هيوميك بر روي نانوتيوب‌هاي كربني چند‌جداره 37/31 ميلي‌گرم بر گرم در شرايطpH اسيدي(4=pH) اتفاق افتاده است. همچنين مشخص گرديد كه زمان مناسب جهت دستيابي به حداكثر جذب اسيد هيوميك و حالت تعادل، 3 ساعت مي‌باشد. با افزايش دوز جاذب از 04/0 به 08/0 گرم در 100 ميلي‌ليتر راندمان حذف براي محلول اسيد هيوميك با غلظت اوليه 20 ميلي‌گرم در ليتر از 5/93 به 8/96 درصد افزايش مي‌يابد. با كاهش غلظت اوليه‌ اسيد هيوميك از 30 به 5 ميلي‌گرم در ليتر در 4= pHو زمان 3 ساعت راندمان حذف از 5/91 به 9/96 درصد افزايش يافته است. نتيجه‌گيري: به دليل اندازه كوچك، سطح مقطع زياد، شكل كريستالي و نظم شبكه‌اي منحصر به فرد و در نتيجه واكنش‌پذيري بسيار زياد و عملكرد قابل توجه نانوتيوب‌هاي كربني چند‌جداره به عنوان جاذب در حذف آلاينده‌هاي آلي از محلول‌هاي آب، اين جاذب مي‌تواند جهت حذف اسيد هيوميك موثر باشد.

Background : The presence of humic acid in water resources is the most health problems of many communities. In recent years, various methods have been focused on for decreasing or removing humic acid that is in water resources and is one of the Trihalomethanes (THMs) precursors. The aim of this study is investigation the use of Multi-Walled Carbon Nanotubes (MWCNTs) as adsorbent at humic acid adsorption process in acidic conditions from aqueous solution. Methods : This experimental study was done in batch system to investigate the effects of Variations such as contact time, humic acid concentration and dose of nanotubes in removal of humic acid. In this study, humic acid concentration was determined during various steps of research using UV-vis spectrophotometer at 254 nm. Results: The Results of this study showed that maximum surface adsorption of humic acid onto multi-walled carbon nanotubes was 31.37 mg/gr and maximum adsorption had occurred at acidic pH (pH = 4). This study also had determined that appropriate time for receiving maximum adsorption of humic acid and equalization state is 3 hours. By increasing the adsorbent dose from 0.04 to 0.08 gr per 100 ml, removal efficiency of humic acid solution with 20 mg/l initial concentration increased from 93.5 to 96.8 %. By decreasing humic acidinitial concentration from 30 to 5 mg/l, removal efficiency increased from 91.5 to 96.9 % at pH=4 after 3 hours. Conclusion : This adsorbent could be effective for removal of humic acid due to small size, large surface area, crystal shape and exclusive network arrangement and consequently very high reactivity and noticeable performance of multi-walled carbon nanotubes as adsorbent in removal of organic pollutants from aqueous solution.