سنتز نانوكامپوزيت پلي پيرول/نانوسيليكا و استفاده از آن بمنظور حذف رنگزاي راكتيو از محيط هاي آبي : مطالعات ايزوترم، سينتيك و ترموديناميك جذب

Synthesis of Polypyrrole/Nano-silica Nanocomposite and Its Use for Removal of Reactive Dye from Aqueous Media: Adsorption Isotherm, Kinetic and Thermodynamic Studies

در اين مطالعه نانو ذرات سيليكا از پيش ماده تترا اتيل ارتوسيليكات سنتز شده و سپس نانوكامپوزيت آن با پليمر پلي پيرول تهيه و بمنظور حذف رنگزاي راكتيو قرمز 198 استفاده گرديد. ميكروسكوپ الكتروني روبشي براي تعيين مورفولوژي سطح، ميكروسكوپ الكتروني عبوري براي اندازه گيري ذرات نانو سيليكا سنتز شده وهمچنين طيف سنج مادون قرمز تبديل فوريه به منظور تاييد و عامل دار شدن نانوذرات سيليكا با پليمر پلي پيرول استفاده شد. پارامتر هاي موثر بر حذف رنگزا از جمله pH، مقدار جاذب، زمان، دما و غلظت بررسي و بهينه شدند. دستگاه اسپكتروفتومتر جذبي بمنظور تعيين مقدار ماده رنگزا در محلول استفاده شد. براي تعيين نوع ايزوترم جذب از معادلات ايزوترم جذب لانگمير و فرندليش استفاده شد كه نتايج، برازش مناسب را براي ايزوترم جذب لانگمير با ظرفيت جذب mg/g 312/5 نشان مي دهد. در ضمن معادله سينتيك جذب شبه مرتبه دوم برازش مناسب را براي داده ها نشان داد. داده هاي انرژي آزاد گيبس و آنتالپي نشان دهاده فرآيند خودبخودي و گرماگير مي باشد.

In this study, nano-silica particles were synthesized from tertraethylorthosilicate (TEOS) precursor and then, together with polypyrrole polymer, a nanocomposite was prepared and used for removal of reactive red 198. Scanning electron microscope (SEM) was applied to determine the superficial morphology, Transmission electron microscope (TEM) to measure the synthesized nano-silica particles and finally, the Fourier transform infra-red spectroscopy (FTIR) to confirm and functionalize the nano-silica particles together with polypyrrole polymer. Parameters affecting the removal of RR 198 such as pH, the amount of adsorbent, dye concentration, temperature, and contact time were investigated and optimized. Uv-vis spectrophotometer was used to determine the concentration of dye in the solution. The Langmuir and Freundlich adsorption isotherm models were applied for determine the adsorption isotherm equation and the presented results show very good agreement with Langmuir adsorption isotherm with high adsorption capacity of 312.5 mg/g. In addition, pseudo-second order kinetic equation was best fitted for adsorption kinetic model. The Gibbs free energy and enthalpy data verified its spontaneous and endothermic nature.