كارايي نانولوله‌هاي كربني چندجداره در حذف فنل از محلول‌هاي آبي

Performance of multiwall carbon nanotubes for removal phenol from aqueous solutions

زمينه و هدف: صنايع مختلفی نظير پتروشيمی، پالايشگاه نفت، داروسازی، پلاستيك، كاغذ، فولاد و رزين مقادير قابل-توجهی فنل و مشتقات آن را توليد می‌كنند. با توجه به اينكه فاضلاب‌های حاوی فنل دارای سميت بالا و قدرت تجزيه-پذيری كم هستند، بايد قبل از تخليه به محيط‌زيست، تصفيه شوند. بنابراين هدف از اين مطالعه، حذف فنل از محيط‌های آبی با استفاده از نانولوله‌های كربنی چندجداره است. روش بررسی: فرايند جذب در شرايط آزمايشگاهی با تأكيد بر اثر پارامترهای مختلفی چون زمان‌تماس (min 5 تا 120)،  (11وpH  (3،5،7،9، غلظت اوليه فنل (25،10،5و50mg/L) و يون‌های مداخله‌گر سولفات و كلرايد (mg/L 20 تا 200) بر فرايند جذب مورد بررسی قرار گرفت. به منظور تفهيم بهتر فرايند جذب، سينتيك و ايزوترم‌های جذب تعيين شد. يافته‌ها: نتايج نشان داد كه حداكثر ظرفيت جذب در غلظتmg/L 50 فنل در طی زمان min 30 اتفاق می‌افتد. همچنين در pH بين 3 تا 9 تغيير محسوسی در جذب مشاهده نشد و در pH بيشتر از 9، جذب بطور ناگهانی كاهش يافت. وجود يون‌های سولفات و كلرايد، تأثيری بر فرايند نداشت. علاوه بر اين مشخص شد كه سينتيك جذب از مدل سينتيك درجه دوم كاذب و داده‌های تعادلی از ايزوترم فروندليچ تبعيت می‌كند. نتيجه‌گيری: بر مبنای نتايج حاصل از اين مطالعه می‌توان اظهار نمود كه نانولوله‌های كربنی چندجداره به دليل قابل استفاده بودن در محدوده وسيعی از pH، زمان كوتاه برای رسيدن به تعادل و همچنين عدم تأثير يون‌های مداخله‌گر بر فرايند جذب، قابليت خوبی درحذف فنل از محيط‌های آبی دارند.

Background and Objective: Various industries such as petrochemical, oil refinery, pharmaceutical, plastics, paper, steel and, resin produce a substantial of phenol and its derivatives. Wastewaters containing phenol need careful treatment before discharging into the environment due to their poor biodegradability and high toxicity. The objective of this study was to remove phenol by multiwall carbon nanotubes from aqueous solution. Materials and Methods: Adsorption process was implemented in a laboratory-scale batch with emphasis on the effect of various parameters such as contact time (5 to 120 minutes), pH (3- 11), initial concentration of phenol (5 - 50 mg/l) and the sulfate and chloride ions (20 - 200 mg/l) on adsorption process. To achieve a better realization of adsorption process, sorption kinetics and equilibrium isotherms were also determined. Results: The results indicated that maximum adsorption capacity occurred at concentration 50 mg/L and t =30 minutes. The uptake fluctuated very little in the pH range of 3–9, and at greater than 9 the absorption decreased suddenly. Moreover, the presence of sulfate and chloride ions had no effect on the process. It was found that adsorption kinetics and equilibrium data follow a pseudo-second-order kinetics model and a Freundlich isotherm model respectively. Conclusion: It is concluded that carbon nanotubes being effective in a wide range of pH, short time to reach equilibrium and the absence of competing ions on the absorption process can be used effectively in removing phenol from aqueous solution.