سنتز نانو كامپوزيت كيتوسان/آهن اكسيد: ساختارشناسي سطح و مطالعه ي ويژگي هاي جذبي در حذف رنگ آزو از محلول هاي آبي

Preparation of Chitosan/Iron Oxide Nanocomposite: Morphology and Study of Adsorption Characteristics for Removal of Azo-Dye from Contaminated Waters

كاربرد فراوان رنگ هاي آزو در صنايع گوناگون سبب شده است تا از اين مواد به عنوان مهم ترين آلاينده هاي آلي آب نام برده شود. اين رنگ ها از يك سو پتانسيل جهش زايي، سرطان زايي و ايجاد رنگ ناخواسته دارند و از سوي ديگر سبب توليد فراورده هاي جانبي سمي نيز در محيط هاي آبي مي شوند. هدف كار حاضر سنتز و بررسي كارايي نانوكامپوزيت كيتوسان/آهن اكسيد در حذف رنگ اريوكروم بلكT از آب هاي آلوده است. اين جاذب در آزمايشگاه تهيه شد و ويژگي هاي آن با استفاده از طيف FT-IR، ميكروسكوپ الكتروني روبشي از نوع گسيل ميداني (FE-SEM) ، ميكروسكوپ الكتروني عبوري (TEM) ، پراش پرتو ايكس (XRD) و آناليز برونر اممت- تلر (BET) شناسايي شد. سپس كارايي اين جاذب در آزمايشگاه براي حذف رنگ به روش ناپيوسته از محلول هاي آبي مطالعه شد. تاثير غلظت رنگ، زمان تماس، مقدار جاذب و تغيير pH بر كارايي فرايند رنگ زدايي به روش "يك در زمان" بررسي شد كه در شرايط بهينه بيش از 95 درصد رنگ اريوكروم بلكT حذف شد. از مدل هاي فروندليچ، تمكين و لانگ موير در تحليل داده هاي تجربي هم دمايي استفاده شد. داده هاي سينتيكي فرايند جذب مطابقت خوبي با مدل سينتيكي شبه مرتبه دوم داشتند. داده هاي تجربي فرايند جذب از مدل لانگموير (R2=0.95) پيروي مي كنند و بيش ترين ظرفيت جاذب در نمونه هاي آبي 200 ميلي گرم بر گرم است. نتيجه ها نشان داد كه اين جاذب توانايي حذف رنگ هاي آزو از نمونه هايي با بافت حقيقي همانند سازي شده را نيز به ميزان 60 درصد دارد.

Due to the wide use of Azo-dyes in various industries, they are among the most important organic pollutants in water. Mutagenicity, carcinogenicity, the toxicity of its byproducts and production of unfavorable color in water are important and unpleasant properties of Azo-dyes. The aim of this study is to fabricate chitosan/iron oxide nanocomposite and assess its ability for removal of Eriochrome black-T as an Azo-dye from contaminated waters. The chitosan/iron oxide nanocomposite was prepared and characterized by Fourier transform infrared spectroscopy, field emission scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, Brunner, Emmett, and Teller analysis and X-ray diffraction. The TEMPeffectiveness of the adsorbent for removal of the dye from prepared aqueous solutions was assessed in the laboratory. TEMPEffect of Eriochrome black T concentrations, amounts of the adsorbent, pH solution and contact time on decolorization were evaluated with “one at a time” method which in optimal conditions the maximum dye removal was higher TEMPthan 95%. The experimental isotherms data were analyzed using Langmuir, Temkin and Freundlich isotherm equations. Adsorption kinetics data were properly fitted with the pseudo-second-order kinetic model. The best fit was obtained by the Langmuir model with high correlation coefficients (R2=0.95) with a maximum monolayer adsorption capacity about 200 mg/g. The results show that the adsorbent can efficiently remove 60 percent of Azo-dye form samples simulated with real matrix so the synthesized Nanocomposite efficiently removed the dye.