بررسي كارايي حذف فورفورال از محيط‌هاي آبي با استفاده از جذب بر روي كربن فعال و بنتونيت اصلاح شده با سورفاكتانت كاتيوني

The study of furfural removal from aqueous solutions using activated carbon and bentonite modified with cetyltrimethylammonium bromide (CTAB), a cationic surfactant

زمینه و هدف: فورفورال یكی از تركیبات شیمیایی سمی بوده ولی با توجه به ویژگی‌هایی كه دارد در بسیاری از صنایع ازجمله صنایع پتروشیمی، غذایی، تولید كاغذ و كارتن، داروسازی و ... مورد مصرف قرار می‌گیرد، بنابراین در غلظت‌های مختلف در پساب حاصل از این صنایع وجود داشته و می‌تواند وارد محیط شود. هدف این مطالعه، بررسی كارایی جاذب ارزان‌قیمت بنتونیت اصلاح شده با سورفاكتانت كاتیونی در حذف فورفورال از محیط‌های آبی است. روش بررسی: در این مطالعه كه از نوع آزمایشگاهی است بنتونیت از یكی از معادن استان زنجان خریداری شد و با استفاده از سورفاكتانت كاتیونی (CTAB) جهت افزایش ظرفیت جذب مورد اصلاح قرار گرفت. كربن فعال نیز بصورت تجاری خریداری شد. یافته‌ها: راندمان حذف برای كربن فعال و بنتونیت اصلاح شده تحت شرایط بهینه، حدود 52 و 66 درصد تعیین شد. در هر دو جاذب استفاده شده، با افزایش زمان تماس و دوز جاذب، این كارایی افزایش یافت ولی با افزایش غلظت اولیه‌ فورفورال، كارایی حذف كاهش یافت. كارایی حذف در pHهای نسبتا اسیدی تا نزدیك خنثی بیشتر بود كه برای كربن فعال و بنتونیت اصلاح شده حدود 60 و 69 درصد تعیین شد. مطالعات سینتیكی نشان داد فرایند جذب در هر دو جاذب از نوع درجه دوم كاذب است. داده‌های جذب نیز با مدل لانگمویر مطابقت بیشتری نشان داد.    نتیجه‌گیری: به طور كلی نتایج نشان داد كه بنتونیت اصلاح شده با CTAB بعنوان یك جاذب طبیعی می‌تواند راندمان‌های قابل قبولی در مقایسه با كربن فعال در حذف فورفورال داشته باشد هر چند تا حدودی به زمان تماس‌های بیشتری نیاز است.

Background and Objectives: Furfural is one of the toxic chemical compounds used in many industries such as petrochemical, food, paper products, pharmaceutical, etc., due to having some characteristics. Therefore, furfural could be found at different concentrations in the effluent from these industries and can enter the environment. Hence, the aim of this study was the assessment the efficiency of a low cost bentonite modified with cationic surfactant in the removal of furfural from aqueous solution. Material and Methods: In this experimental study, bentonite was purchased from one of the Mines of Zanjan Province, Iran and then the efficiency of bentonite modified with the cationic surfactant CTAB (CTAB-Bent) was assessed in the adsorption of furfural from aqueous solution. Activated carbon (AC) was also purchased as commercial grade. Results: Under optimum conditions, the removal efficiency of AC and CTAB-Bent was about 52 and 66%, respectively. For both adsorbents used in this study, the increase of contact time and sorbent dosage resulted in increasing the removal efficiency, but the removal efficiency was decreased with the increase of furfural initial concentrations. Regarding pH, the removal efficiency was the highest in relative acidic and neutral environment, (60 and 69% for AC and CTAB-Bent respectively). The kinetics studies revealed that the highest correlation coefficients were obtained for the pseudo-second order rate kinetic model. Adsorption data from both adsorbents was also fitted with Langmuir isotherm.   Conclusion: It was found that modified bentonite with CTAB as a natural adsorbent could have better efficiencies compared with activated carbon in the furfural removal, although more contact times is needed.