بررسي كارايي نانولوله كربن چند جداره و خاكستر حاصل از زايدات درخت خرما در حذف رنگ از فاضلاب نساجي

A Survay on Dye Removal from Colored Textile Wastewater Using Multi-walled Carbon Nanotubes and Palm Ash as a Natural Adsorbent

زمينه وهدف: يكي از مصارف مهم مواد رنگي، صنعت نساجي است كه حدود 75%مواد رنگي توليد شده در جهان در رنگرزي كالاهاي نساجي، چرم و كاغذ به كار مي‌رود. رنگ‌ها به دليل ساختار پيچيده،‌اغلب پايدار و مقاوم به تجزيه بيولوژيك و سمي، سرطان‌زا و جهش‌زا بوده و مي‌توانند باعث آلرژي و مشكلات پوستي در انسان شوند. مطالعه حاضر با هدف بررسي كارايي نانو لوله كربن چند جداره و خاكستر خرما در حذف رنگ از فاضلاب نساجي بافت بلوچ شهرستان ايرانشهر انجام شد. مواد و روشها: اين مطالعه كاربردي به صورت تجربي در سال 1392 بر روي فاضلاب نساجي با غلظت رنگ 20 ميلي‌گرم در ليتر انجام شد. در اين مطالعه تاثير متغيرهاي غلظت نانو لوله كربن چند جداره و خاكستر حاصل از زايدات خرما درزمان‌هاي 30، 60، 90، 120 و 150دقيقه وpH هاي 3، 5،7، 9 و 11بر كارايي حذف رنگ بررسي شد. غلظت رنگ در نمونه‌هاي مختلف با استفاده از اسپكتروفتومتر در طول موج 525 نانومتر قرايت شد. يافته ها: مقادير حذف رنگ با جاذب نانو لوله كربن چند جداره در pH هاي 3، 5، 7، 9، و 11 براي غلظت رنگ 20 ميلي‌گرم در ليتر و 05/0 گرم در ليتر نانو لوله كربن در زمان 180 دقيقه به ترتيب 5/85، 4/93، 4/88، 3/81 و 3/75 درصد و براي جاذب خاكستر خرمادر زمان‌هاي مذكور به ترتيب 88، 8/92، 96، 2/92 و 7/88 درصد به دست آمد.همچنين ميزان جذب رنگ توسط نانو لوله كربن چند جداره به ترتيب 1710، 1868، 1769، 1626، 1506 ميلي‌گرم در گرم جاذب و براي خاكستر خرما 1763، 1857، 1921، 1844 و 1775 ميلي‌گرم در گرم جاذب بود. ايزوترم جذب براي دو جاذب منطبق با مدل لانگمير (876/0=R2نانو لوله كربن چند جداره و980/0=R2 خاكستر خرما) بود. بيشترين مقدار حذف COD جاذب نانو لوله كربن چند جداره در 5=pH، غلظت جاذب 05/0 و زمان تماس 180 دقيقه، 4/73%و براي خاكستر خرما در 7=pH و غلظت جاذب 05/0 و زمان تماس 180 دقيقه، 6/70%به دست آمد. نتيجه گيري: ميزان حذف رنگ از فاضلاب نساجي با افزايش زمان واكنش، افزايش مييابدو همچنين ميزان حذف رنگ و حذف COD توسط نانو لوله كربن چند جداره و خاكستر خرمادر حد مطلوبي است،ولي كارايي نانو لوله كربن چند جداره در pHاسيدي و كارايي خاكستر خرما درp خنثي بيشتر است. به نظر مي رسد با توجه به فراواني زايدات خرما، استفاده از خاكستر خرما در حذف آلاينده‌هاي زيست محيطي مقرون به صرفه‌تر است. Background and Objective: Textile industry is one of the largest consumers of dyes. Approximately 75% of global dye production is used for dyeing textile, leather, and paper products. Dyes due to their complex structure are mostly stable, toxic, carcinogenic, mutagenic, and resistant to biodegradation; they also can cause allergies and skin conditions in humans. This study aimed to evaluate the efficacies of multi-walled carbon nanotubes and palm ash for dye removal from textile wastewater in Baluch region of Iranshahr in Iran. Methods: This experimental study was performed on textile wastewater with a dye concentration of 20 mg/L in 2013. The efficacy of multi-walled carbon nanotubes and palm ash for dye removal at different concentrations, durations (30, 60, 90, 120, and 150 minutes), and pH ranges (3, 5.7, 9, and 11) was investigated. Dye concentration in different samples was measured, using a spectrophotometer at a wavelength of 525 nm. Results: The rates of dye removal using multi-walled carbon nanotubes at pHs of 3, 5, 7, 9, and 11, dye concentration of 20 mg/L, and adsorbent concentration of 0.05 g/L were 85.5%, 93.4%, 88.4%, 81.3%, and 75.3%, respectively during 180 minutes. The corresponding values for palm ash were 88%, 92.8%, 96%, 92.2%, and 88.7%, respectively. The rates of dye absorption were 1710, 1868, 1769, 1626, and 1506 mg/g for multi-walled carbon nanotubes and 1763, 1857, 1921, 1844, and 1775 mg/g for palm ash, respectively. According to Langmuir isotherm model, adsorption isotherms were R2=0.876 and R2=0.980 for carbon nanotubes and palm ash, respectively. The maximum removal of chemical oxygen demand (COD) in multi-walled carbon nanotubes was obtained at pH=5, adsorbent concentration of 0.05, and contact time of 180 min (73.4%). For palm ash, maximum removal was achieved at pH=7, adsorbent concentration of 0.05, and contact time of 180 min (70.6%). Conclusion: Dye removal from textile wastewater can be promoted by increasing reaction time. Dye and COD removal by multi-walled carbon nanotubes and palm ash was desirable. In fact, in multi-walled carbon nanotubes, efficacy was desirable at acidic pHs, while in palm ash, neutral pH was considered desirable. Therefore, use of palm ash for the removal of environmental pollutants can be cost-effective, given its high abundance