پديد آورندگان :
مظفري، عزت اله دانشگاه بين المللي امام خميني (ره)، قزوين - دانشكده فني و مهندسي - گروه مهندسي معدن , ساكي، امين دانشگاه بين المللي امام خميني (ره)، قزوين - دانشكده فني و مهندسي , فقيهي، عارف دانشگاه آزاد اسلامي، واحد تهران جنوب - دانشكده فني و مهندسي , فتحي نيا، سياوش دانشگاه بين المللي امام خميني (ره)، قزوين - دانشكده فني و مهندسي
كليدواژه :
فنتون هتروژن , نانو ذرات مگنتيت , آسياي گلوله‌اي سيارهاي , سنگ آهن , نارنجي اسيدي 7
چكيده فارسي :
زمينه و هدف: صنايع نساجي و رنگرزي، از بزرگترين مصرف كنندگان آب آشاميدني به شمار مي روند. از اين رو مقدار قابل توجهي پساب نيز در مراحل مختلف فرآيند در اين صنايع توليد مي شود. در صورتي كه اين پساب هاي رنگي بدون تصفيه به محيط زيست تخليه شوند مي توانند به طرق مختلف اكوسيستم آبي را به طور نامطلوبي تحت تاثير قرار دهند. پس بايد راهكارهايي براي تصفيه و استفاده مجدد از آنها اتخاذ نمود. اين تحقيق، با هدف حذف ماده ي رنگزاي نارنجي اسيدي 7 از محلول هاي آبي توسط نانو ذرات مگنتيت، انجام گرفت.
روش بررسي: ابتدا نانو ذرات مگنتيت با يك روش مكانيكي توسط آسياي گلوله اي سيارهاي توليد گرديد، سپس مشخصات فيزيكي و شيميايي آن توسط تصوير SEM، آناليزهايXRF، شيمي تر و XRD تعيين شد. بهينه سازي فرآيند فنتون هتروژن، از طريق مدل سازي رويه ي پاسخ و نرم افزار Minitab16 انجام شد. پارامترهاي غلظت اوليه ماده رنگزا (5، 10، 15، 20 و 25 ميلي گرم بر ليتر)، غلظت اوليه كاتاليست (0/4، 0/5، 0/6، 0/7 و 0/8 گرم بر ليتر)، غلظت اوليه هيدروژن پراكسيد (5، 6/75، 8/50، 10/25 و 12 ميليمول بر ليتر) و زمان انجام فرآيند (8، 10، 24، 32 و 40 دقيقه) به عنوان عوامل و سطوح در مدلسازي رويه ي پاسخ انتخاب شدند.
يافته‌ها: ابعاد نانو ذرات مگنتيت تهيه شده كمتر از 50 نانومتر مشخص گرديد. مقدار مگنتيت (Fe3O4) و هماتيت (Fe2O3) به ترتيب 68/21 و 22/31 اندازه گيري شد. شرايط بهينه براي پارامترهاي غلظت اوليه ماده رنگ زا (X1)، غلظت اوليه كاتاليست (X2)، غلظت اوليه هيدروژن پراكسيد (X3) و زمان انجام فرآيند (X4) به ترتيب برابر mg/L 10، g/L 0/7، mmol/L 10/25، min 32 به دست آمد. براي اين فرآيند مدل پايين حاصل گرديد كه آناليز واريانس براي اين مدل ضريب همبستگي بالايي را نشان داد (0/897R2=و0/945/0Adjusted-R2=).
بحث و نتيجه‌گيري: نانو ذرات مگنتيت تهيه شده به روش مكانيكي، مي تواند به عنوان يك كاتاليست مناسب و كم هزينه، در شرايط بهينه ماده ي رنگزاي نارنجي اسيدي 7 را با واكنش جذب سطحي و كارايي برابر 100% از محلول هاي آبي حذف كند.
چكيده لاتين :
Background and Objective: Textile and dyeing industry are the largest consumers of drinking water. Therefore, colored wastewaters that generated by the textile and dyeing industry, if discharged into the environment without treatment, can adversely affect aquatic ecosystems. In this study, magnetite nanoparticles are used to remove the dye (Acid Orange 7) from aqueous solution.
Method: The magnetite nanoparticles were produced by a mechanical method using a planetary ball milling, and then the related physical properties were obtained and the chemical analysis was done by XRF, XRD and SEM images. The Heterogeneous Fenton process optimization was performance by response surface modeling with the help of Minitab16 software. The parameters of the initial concentration of the dye (5, 10, 15, 20 and 25 mg/L), the initial concentration of catalyst (0.4, 0.5, 0.6, 0.7 and 0.8 g/L), the initial concentration of hydrogen peroxide (5, 6.75, 8.50, 10.25, 12 mmol/L) and time of the process (8, 10, 24, 32 and 40 minutes) were selected as the factors involved in response surface modeling procedure.
Findings: Dimensions of magnetite nanoparticles were determined as less than 50 nm. The amounts of magnetite (Fe3O4) and hematite (Fe2O3) were measured to be 21/68 and 31/22 respectively. Conditions for the initial concentration of the dye (X1), the initial concentration of catalyst (X2), the initial concentration of hydrogen peroxide (X3) and the process time (X4) were obtained as 10 mg / L, 0.7 g / L, 10.25mmol / L, 32 min respectively. ANOVA high correlation coefficients for the proposed model was also obtained (adjusted-R2=0.945 and R2=0.897).
Conclusion: In optimal conditions, the removal efficiency of the dye (Acid Orange 7) by magnetite nanoparticles is 100%.
