سنتز سبز نانوذرات اكسيد روي با استفاده از عصاره­ي سياه دانه و استفاده از آن در حذف رنگ قرمز كنگو

Green synthesis of zinc oxide nanoparticles using Nigella Sativa extract and its use to remove Congo red dye

در اين تحقيق، نانوذرات اكسيد روي از عصاره بذر سياه دانه به روش سبز بطور موفقيت آميز سنتز شد و به منظور حذف قرمز كنگو از محيط آبي مورد استفاده قرار گرفت. نانوذرات سنتز شده با استفاده از تكنيك هاي پراش پرتو ايكس (XRD)، طيف سنجي تبديل فوريه مادون قرمز (FT-IR) و تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) مشخصه­يابي شد. هم چنين به منظور حذف قرمز كنگو از محيط آبي از روش ناپيوسته استفاده شد و تأثير متغيرهاي گوناگون مانند تغيير pH محلول، مدت زمان تماس جاذب با محلول، غلظت اوليه، ميزان جاذب و دماي حذف قرمز كنگو به وسيله جاذب مورد بررسي قرار گرفت. نتايج به دست آمده نشان داد كه توانايي حذف نانوذرات اكسيد روي با كاهش pH و افزايش دما افزايش مي يابد به طوريكه در محدوده ي اسيدي، ميزان حذف تا 90% افزايش مي يابد. مطالعات سينتيكي انجام گرفته نشان داد كه سينتيك شبه مرتبه دوم با ضريب همبستگي نزديك 1 مطابقت خوبي با فرايند حذف دارد. بررسي هم دماهاي جذب سطحي، تطابق مدل ايزوترم لانگموئير را با داده هاي تجربي تأييد نمود. به منظور بررسي امكان استفاده مجدد از جاذب، مقدار حذف آلاينده تا 10 بار تكرار شد كه نشان داد از اين جاذب مي توان حداكثر 6 بار با كاهش جزئي ظرفيت جذب در هر مرحله استفاده كرد. در نهايت نتايج نشان داد كه نانوذرات اكسيد روي سنتز شده از عصاره بذر سياه دانه به دليل ظرفيت جذب بالاو توانايي جدا شدن آسان از محيط آب مي تواند يكي از مؤثرترين جاذب ها براي حذف قرمز كنگو باشد.

In this study, zinc oxide nanoparticles from Nigella Sativa extract were successfully synthesized by green method and used to remove Congo red from aqueous medium. The synthesized nanoparticles were characterized using various techniques such as X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), and scanning electron microscopy (SEM). Also, in order to remove Congo red from the aqueous medium, the batch method was used and the effect of various variables such as changes of solution pH, contact time, initial concentration, dose of adsorbent, and temperature were investigated. The results showed that the ability of zinc oxide nanoparticles to remove Congo red increases with decreasing pH and increasing temperature, so that in the acidic range, the removal rate increases up to 90%. Kinetic studies showed that the pseudo-second-order kinetic model with a correlation coefficient close to 1 are in good agreement with the removal process. The study of adsorption isotherms confirmed the agreement of Langmuir isotherm model with experimental data. In order to investigate the possibility of reusing the adsorbent, the process of contaminant removal was repeated up to 10 times, which showed that this adsorbent can be used up to 6 times with a slight reduction of adsorption capacity in each step. Finally, the results showed that zinc oxide nanoparticles synthesized from Nigella Sativa extract due to high adsorption capacity and the reusability can be one of the most effective adsorbents to remove Congo red.