اصلاح نانولوله‌هاي كربني و بررسي كاربرد آن در حذف رنگزاي مستقيم آبي 86

Modification of Multi-walled Carbon Nanotubes and Its Application for Removal of Direct Blue 86

در اين تحقيق، اصلاح نانولوله‌هاي كربني چند ديواره با يك سطح فعال كاتيوني (ستيل تري متيل آمونيوم برمايد: CTAB) و كاربرد آن براي حذف رنگزاي مستقيم آبي 86 (DB86) بررسي گرديد. نمونه‌هاي اصلاح نشده و اصلاح سطح شده توسط طيف‌گيري زير قرمز (FTIR) و ميكروسكوپ الكتروني پويشي (SEM) مطالعه شد. تاثير متغيرهاي فرآيندي مانند مقدار جاذب، غلظت اوليه محلول رنگزا و pH در دماي oC 25 بررسي گرديد. سازوكار فرآيند جذب، توسط ايزوترم‌هاي حالت تعادل لانگميور و فروندليش بررسي شد. نتايج نشان داد كه جذب رنگزاي آبي 86 بر روي نانولوله‌هاي كربني خام و اصلاح شده از ايزوترم لانگميور تبعيت مي‌كند. حداكثر ظرفيت جذب لانگميور توسط نانولوله‌هاي كربني خام و اصلاح شده براي رنگزاي مستقيم آبي 86 به ترتيب مقدار 69.93 و mg/g 149.25 به دست آمد. از مدل‌هاي سينتيك شبه مرتبه اول و شبه مرتبه دوم براي بررسي سينتيك فرآيند جذب استفاده شد. مشخص شد كه فرآيند جذب با يك تقريب خوب از مدل سينتيك مرتبه دوم تبعيت مي‌كند. مطالعات فرآيند جذب نشان داد كه ظرفيت جذب نانولوله‌هاي كربني اصلاح شده در مقابل نانولوله‌هاي كربني خام بسيار بالاتر مي‌باشد، بنابراين مي‌توان اين جاذب را به عنوان يك جاذب موثر و كارآمد براي حذف رنگزاهاي آنيوني از پساب‌هاي نساجي به كار برد.

In this study, the modification of multi-walled carbon nanotube (MWCNT) with a cationic surfactant (cetyl trimethyl ammonium bromide, CTAB) and its application for removal of Direct Blue 86 (DB86) was investigated. The raw and functionalized samples were characterized by Fourier Transform Infrared (FTIR) spectroscopy and scanning electron microscopy (SEM). The influence of operational parameters such as adsorbent dosage, initial dye concentration and pH were studied at 25oC. Understanding the mechanism of the adsorption, Langmuir and Freundlich models were used. The results indicate that the data for adsorption of DB86 onto raw and modified carbon nanotubes fitted well to Langmuir isotherm. The Langmuir adsorption capacities of raw and modified carbon nanotube for DB86 were established as 69.93 and 149.25 mg/g, respectively. Pseudo first and second-order models were adopted to evaluate data and elucidate the kinetic adsorption process. The rates of sorption were found to conform to pseudo-second order kinetic with good correlation. The adsorption experiments indicated that the capacity of modified carbon nanotubes is more significant than raw carbon nanotubes, thus it could be used as an effective adsorbent for removing anionic dyes from textile waste waters.