سنتز و اصلاح سطح سيليس نانو حفره با گروه‌هاي مونو و دندريمرآمين به‌منظور حذف رنگ متيلن‌بلو از پساب

Functionalized Nanoporous Silica by Mono and Dendrimeramine in Methylene Blue Removal from Wastewater

بسياري از رنگ‌هاي آلي مانند رنگ كاتيوني متيلن‌بلو به‌دليل ساختار پيچيده آروماتيك و حلاليت بالا در آب، سمي، سرطانزا و غير قابل تجزيه‌ زيستي مي‌باشند، لذا حذف آنها از پساب ضروري است. در اين تحقيق، سيليس نانوحفره SBA-15 به‌روش هيدروترمال سنتز و سپس به‌روش پساسنتزي با گروه تك‌شاخه آميني (NH2-SBA-15) و دندريمرآميني ‌(MDA-SBA-15) عامل‌دار شد. اثر اصلاح سطح بر روي كارايي جذب رنگ متيلن‌بلو در سيستم ناپيوسته بررسي شد. ويژگي نانو جاذب‌هاي سنتز شده با استفاده از آناليزهاي XRD، FT-IR، SEM و BET انجام شد. نتايج نشان داد كه در شرايط يكسان، كارايي حذف متيلن‌بلو با استفاده از نانو جاذب MDA-SBA-15، 37 ميلي‌گرم بر گرم است كه به‌ترتيب 6/2 و 3/3 برابر بيشتر از اين كارايي براي جاذب‌هاي NH2-SBA-15 و SBA-15 است. فرايند جذب با استفاده از چهار مدل‌ ايزوترمي لانگمير، فروندليچ، تمكين و دوبينين-رادكوويچ مدل‌سازي شد. همبستگي زياد داده‌ها با مدل جذب لانگمير بيانگر جذب تك لايه‌اي متيلن‌بلو بر روي MDA-SBA-15 است. پارامترهاي حاصل از ايزوترم تمكين نشان داد كه روند جذب با MDA-SBA-15 گرمازا است. كارايي بيش از 90 درصدي MDA-SBA-15 نسبت‌ به دو نانو جاذب ديگر در حذف رنگ متيلن‌بلو از محيط آبي نشان داد كه مي‌توان از آن به‌عنوان يك جاذب موثر در فرايند تصفيه استفاده نمود.

Many organic dyes such as Methylene Blue are toxic, carcinogenic, and non-biodegradable due to their aromatic complex structure and high solubility in water. It is, therefore, essential to remove them from effluents discharged into the environment. In this study, SBA-15 mesoporous silica was synthesized by the hydrothermal method and later functionalized with mono- amine (NH2-SBA-15) and dendrimer amine (MDA-SBA-15). Then, the effect of surface modification on adsorption efficiency of Methylene Blue was examined in a batch system. The prepared materials were characterized by XRD, FT-IR, SEM, and BET analyses. The results showed that, under identical conditions, removal efficiency with MDA-SBA-15 was 2.6 and 3.3 times higher than those achieved with NH2-SBA-15 and SBA-15, respectively. Equilibrium isotherms were analyzed by Langmuir, Freundlich, Tempkin, and Dubnin–Radushkevich isotherms. Equilibrium data was best described by the Langmuir isotherm models, indicating a monolayer adsorption process. Tempkin isotherm parameters indicated that the adsorption process by MDA-SBA-15 was exothermic. The removal efficiency of Methylene Blue from aqueous solutions by MDA-SBA-15 was more than 90%, which was higher than the efficiency achieved by other nano-sorbents. This showed that MDA-SBA-15 could be used as an effective adsorbent in wastewater treatment.