جذب آتنولول از محلولهاي آبي توسط نانولوله هاي كربني چندديواره

Atenolol Absorption by Multi-wall Carbon Nanotubes from Aqueous Solutions

سابقه و هدف: حذف آلاينده هاي نوظهور از آب و فاضلاب يكي از نگراني هاي مهم محيط زيست است. در اين مطالعه از روش تاگوچي به عنوان يكي از روش هاي مطرح طراحي آزمايش به منظور بررسي ميزان حذف آتنولول از محلول هاي آبي توسط نانولولههاي كربني چند ديواره استفاده گرديد. مواد و روش ها: در اين مطالعه تجربي، براي تعيين عوامل تاثيرگذار در جذب آتنولول از سيستم ناپيوسته و تحت شرايط محيطي مختلف از جمله تغييرات pH، زمان تماس، مقدار دوز نانولوله كربني چندديواره و غلظت اوليه آتنولول در محلول و اثرگذاري آن بر راندمان حذف آتنولول بر اساس طرح تاگوچي در چهار سطح با طرح ماتريكس 16L_ استفاده شده است. خصوصيات جاذب توسط دستگاه اسپكتروفوتومتري تبديل فوريه مادون قرمز (FTIR)، تصويربرداري ميكروسكوپ الكتروني (SEM) و ميكروسكوپ الكتروني عبوري (TEM) مشخصهيابي شدند و در نهايت مدلهاي ايزوترمي جذب بررسي گرديد و آناليز و تفسير دادهها با استفاده از نرمافزار Design Expert 6 انجام شد. يافته ها: نتايج به دست آمده از مطالعه نشان داد كه مقادير بهينه pH، زمان تماس، دوز جاذب و غلظت اوليه آتنولول براي جذب موثر آن بر روي نانولوله هاي كربني چندديواره به ترتيب برابر 7، 20 دقيقه، 0/5 گرم بر ليتر و 10 ميليگرم بر ليتر شد. در اين شرايط راندمان حذف، 8/94 درصد به دست آمد. ظرفيت جذب نيز در شرايط بهينه برابر 16/76 ميلي گرم بر گرم گرديد. همچنين داده هاي به دست آمده با مدلهاي جذب مانند مدلهاي لانگموير، فروندليچ و دوبينين رادشكويچ مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان دادند كه داده ها با مدل فروندليچ برازش بهتري را نشان داد (0/93=R2). استنتاج: اين مطالعه نشان داد كه نانولوله هاي كربني چندديواره به عنوان يك جاذب موثر از پتانسيل بالايي براي حذف آتنولول از آب و فاضلاب برخوردار مي باشد.

Background and purpose: Removal of emerging pollutants from water and wastewater is a great concern in environmental issues. In this study the Taguchi method as one of the major methods for experimental designs was used to assess the removal of atenolol from aqueous solution by multi-wall carbon nanotubes. Materials and methods: In an experimental study in a batch system to investigate the factors affecting atenolol absorption (pH, contact time, absorbent dose, and initial concentration of atenolol) Taguchi design was used in four levels with L-16 matrix. The properties of the absorbent were determined using Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Scanning Electron Microscopy (SEM), and Transmission Electron Microscopy (TEM). The absorption isotherm models were analyzed by Design Expert 6. Results: The optimum conditions for pH, contact time, MWCNT dose and initial concentration of atenolol to affect the absorption on multi-walled carbon nanotubes were 7, 20 minutes, (0.5 gr/l), and (10 mg/l), respectively. The removal efficiency and absorption capacity in optimum condition were 94.8% and 16.76 mg g-1, respectively. The data was evaluated by absorption models such as Langmuir, Freundlich and Dubinin Radeshkevich. The equilibrium data was well fitted with Freundlich model (R2=0.93). Conclusion: This study showed that multi-walled carbon nanotubes as an effective absorbent have a high potential to remove atenolol from water and wastewater.