كارايي نانوكامپوزيت كربن سراميكي اصلاح شده با نانولوله‌هاي كربني چندديواره در جذب رنگ اسيدي قرمز 37 از پساب‌هاي آبي

Efficiency of Carbon Ceramic Nanocomposite Modified with Multi-Walled Carbon Nano Tubes for Removal of Acid Red 37 from Wastewaters

چكيده مقدمه:آلودگي منابع آب‌هاي سطحي و زيرزميني با رنگ‌هاي نساجي يكي از جدي‌ترين مشكلات زيست محيطي بوده كه امروزه انسان‌ها با آن روبرو هستند. نانوكامپوزيت‌ها نسل جديدي از ابرجاذب‌ها مي‌باشند كه توسط بسياري از پژوهشگران به عنوان يك استراتژي اميدواركننده براي كاهش آلودگي آب‌ها پيشنهاد شده‌اند.در اين مطالعه، يك نانوكامپوزيت كربن سراميكي حاوي نانولوله‌هاي كربني چند ديواره سنتز شده و به عنوان جاذب براي حذف رنگ آنيوني اسيدي قرمز 37 از محلول مورد بررسي قرار گرفته است. روش‌ بررسي: اين مطالعه از نوع بنيادي كاربردي است، جامعه آماري مورد بررسي شامل محلول‌هاي آبي سنتتيك از رنگزاي اسيدي قرمز 37 حاوي مقادير متفاوت از نانوكامپوزيت سنتز شده مي‌باشد. در آزمايش‌هاي جذب، تاثير عوامل مختلف نظير pH محلول، زمان تماس، غلظت اوليه رنگ و ميزان نانوكامپوزيت كربن سراميكي بر ميزان جذب رنگ از محلول بررسي گرديد. شرايط جذب رنگ با روش سطح پاسخ بهينه‌سازي شد. در ادامه رفتار جذب رنگ بر روي جاذب كربن سراميكي بر اساس مدل‌هاي لانگموير، فروندليچ مورد بررسي قرار گرفت. يافته‌ها: شرايط بهينه شامل 2/4pH=، زمان min 90، غلظت اوليه رنگ mg/L 24 و مقدارجاذب نانوكامپوزيت كربن سراميكي g 6/1 حاصل شد، دراين شرايط حداكثر راندمان 97 % جذب رنگ از محلول به دست آمد. حداكثر ظرفيت جذب نانوكامپوزيت پيشنهادي mg/g 6/45 تعيين شد، كه قابل مقايسه با جاذب‌هاي كربني مشابه مي‌باشد. نتيجه‌گيري: براساس نتايج به‌دست آمده مشخص گرديدكه بهترين مدل براي توجيه رفتار جذب رنگ روي كامپوزيت، مدل فروندليچ بوده و معادله شبه درجه دوم مي‌تواند براي بررسي رفتار سينتيك جذب به كار گرفته شود.

Introduction: Today, contamination of surface and underground water sources with textile dyes is one of the most serious environmental problems facing humans. Nanocomposites are a new generation of superabsorbents that have been proposed by many researchers as a promising strategy to reduce water pollution. In this study, a ceramic carbon nanocomposite containing multi-wall carbon nanotubes was synthesized and used as an adsorbent for removal of anionic acid red 37 from aqueous. Methods: This experimental study was carried out at the laboratory level. The statistical population included synthetic aqueous solutions of acidic red dye 37 containing different amounts of synthesized nanocomposite. In absorption experiments, the effect of different factors such as pH, contact time, initial concentration of the dye, and the amount of ceramic carbon nanocomposite on the color absorption from solution was investigated. The adsorption conditions were optimized by response surface method. In addition, we investigated the dye absorption on ceramic carbon adsorbent based on Langmuir and  Freundlich models. Results: The optimal conditions were obtained at pH =4.2, contact time = 90 min, initial concentration of 24 mg / L, and 1.6g of ceramic carbon nanocomposite. In this condition, the maximum absorption efficiency of 97 percent was obtained. The maximum absorption capacity of the proposed nanocomposite was determined as 45.6 mg / g, which is comparable to similar carbon absorptions. Conclusion: Based on the results, we found that the best model for justifying the dye absorption behavior on composite is the Freundlich model and the pseudo-second order equation can be used to study the kinetic behavior of AR37 absorption.