مقايسه كارايي نانورس خام و اصلاح شده با سورفكتانت كاتيوني در حذف -4 كلروفنل از محيط هاي آبي

Comparison performance of raw and cationic surfactant modified nanoclay in removal of 4-chlorophenol from aqueous solutions

زمينه و هدف: منابع اصلي 4-كلروفنل فاضلاب صنايع نفت، زغال، كاغذ و توليد رزين است. هدف از پژوهش حاضر مقايسه كارايي نانو­رس خام و اصلاح شده با سورفكتانت كاتيوني تترا ­دسيل ­تري ­متيل ­آمونيوم ­برومايد در حذف 4-كلروفنل از محيط­هاي آبي است. روش بررسي: تاثير زمان تماس، pH اوليه محلول، مقدار جاذب و غلظت 4-كلروفنل بعنوان پارامترهاي موثر در فرايند جذب و تاثير pH محلول اصلاح و مقدار سورفكتانت بعنوان پارامتر­هاي موثر در ميزان اصلاح نانو­رس بررسي گرديد. نانورس اصلاح شده توسط طيف سنجي مادون قرمز (FTIR) و طيف سنجي پراش اشعه ايكس (XRD) تعيين ويژگي شد، در نهايت ايزوترم و سينتيك جذب بررسي گرديد. يافته‌ها: با افزايش pH اوليه محلول از 3 به 11 كارايي حذف 4-كلروفنل افزايش يافت، به طوري‌كه در غلظت اوليه mg/L 100 4-كلروفنل و g 0/25 نانو­رس اصلاح شده بعد از min 120 كارايي جذب، براي pH 3 و 11 به ترتيب 26 و 94/5 درصد بدست آمد. در همين شرايط و براي نانو­رس خام كارايي حذف به ترتيب 2 و 9 درصد بود. آناليز­هاي FTIR و XRD به ترتيب تغيير ساختار نانو­رس از آب‌دوست به آب‌گريز و افزايش فاصله بين لايه­ هاي نانو­رس را آشكار ساخت. جذب 4-كلروفنل بر نانو­رس خام و اصلاح شده با ايزوترم لانگموير و سينتيك شبه درجه دوم مطابقت داشت، حداكثر ظرفيت جذب نانو­رس خام و اصلاح شده به ترتيب 0/5 و mg/g 25/77 بدست آمد. نتيجه‌گيري: اصلاح نانو­رس با سورفكتانت كاتيوني، كارايي جذب 4-كلروفنل را افزايش داد.

Background and Objective: Main sources of 4-chlorophenol wastewater are petroleum industry, coal, paper and resin production. The aim of this study was to compare the performance of raw and cationic surfactant modified nanoclay in removal of 4-chlorophenol from aqueous solutions. Materials and Methods: The influence of contact time, initial pH of solution, adsorbent dosage and 4-chlorophenol concentration as effective parameters in adsorption process and the influence of modification solution pH and surfactant loading rates were investigated. The modified nanoclay was characterized by Fourier transform infrared (FTIR) and X-ray diffraction (XRD) spectroscopy. Finally, the isotherm and adsorption kinetics were investigated. Results: The removal efficiency of 4-chlorophenol was increased by increasing the initial pH from 3 to 11, so that after of 120 min, the absorption efficiency at an initial 4-chlorophenol concentration of 100 mg/L and 0.25 g adsorbate was 26 and 95.5 % at pH 3 and 11, respectively. Under the same conditions the removal efficiency for the raw nanoclay was 2 and 9% at pH 3 and 11, respectively. The FTIR and XRD analyses revealed that the nanoclay structural changed from hydrophilic to hydrophobic and the interlayer spacing was increased. The adsorption of 4-chlorophenol on raw and modified nanoclay was consistent with Langmuir and pseudo-second-order kinetics. The maximum absorption capacity of raw and modified nanoclay was 0.5 and 25.77 mg/g, respectively Conclusion: The modification of nanoclay with cationic surfactant increased the adsorption efficiency of 4-chlorophenol.