بررسی اثر عوامل محیطی در فرایندهای جذبی آلاینده‌های آلی پساب با نانوالیاف پلی‌آمید الکتروریسی‌شده و مقایسه عملکرد با سامانه‌های ناهمگن کربن اولترا

پژوهش های کاربردی در شیمی

مقاله 5، دوره 13، شماره 3، آذر 1398، صفحه 51-63   

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

محمدابراهیم علیا^{* 1}؛ جان ایو دران²؛ مائده وفایی³؛ امیرهوشنگ حکمتی⁴؛ عبدالکریم شریفی⁵؛ عمر حرزالله⁶

¹دانشیار مهندسی شیمی، گروه پژوهشی محیط زیست و رنگ، پژوهشگاه رنگ، تهران، ایران

²استاد مهندسی نساجی، آزمایشگاه خواص فیزیکی و مکانیکی نساجی، دانشگاه هاوت آلزاس، مولوز، فرانسه

³دانشجوی دکترای مهندسی رنگ، گروه پژوهشی محیط زیست و رنگ، پژوهشگاه رنگ، تهران، ایران

⁴استادیار مهندسی نساجی، گروه طراحی لباس، دانشکده هنر و معماری، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران جنوب، تهران، ایران

⁵کارشناسی ارشد مهندسی شیمی، گروه پژوهشی محیط زیست و رنگ، پژوهشگاه رنگ، تهران، ایران

⁶دانشیار مهندسی نساجی، آزمایشگاه خواص فیزیکی و مکانیکی نساجی، دانشگاه هاوت آلزاس، مولوز، فرانسه

چکیده

در این پژوهش با توجه به خطرات ناشی از آلودگی‌های پساب صنایع نساجی و رنگرزی و باهدف حذف آلاینده‌های آلی، ابتدا نانوالیاف بسپاری (پلی‌آمید) تحت میدان ولتاژ بالا با سامانه نوین نیم‌صنعتی الکتروریسی تولید و نانوالیاف به دست آمده با روش‌های طیفسنجی فروسرخ تبدیل فوریه (FTIR)، میکروسکوپی الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM)، طیفسنجی تفکیک انرژی (EDS) و میکروسکوپی نیروی اتمی (AFM) شناسایی شدند. همچنین، مساحت سطح جاذب با روش BET اندازه‌گیری شد. سپس، باهدف کاربرد نانوالیاف الکتروریسی شده در حذف مواد رنگزای آلی، با بررسی عامل‌های فرایندی، شرایط بهینه جذب ماده رنگزا در نقاط 04/0 گرم پلی آمید، pH برابر با 2 و دور هم‌زن برابر با rpm 750 به‌دست آمد. نتایج بیانگر تطابق ظرفیت جذب تعادلی محاسبه‌شده با ظرفیت جذب آزمایشگاهی در سینتیک درجه دوم و تبعیت هم دماهای فرایند از هم‌دما لانگمویر بود. برای مقایسه عملکردی با سامانه‌های ناهمگن، شرایط بهینه فرایندی سامانه ناهمگن کربن فعال اولترا به‌عنوان یک سامانه مناسب شامل 015/0 گرم کربن اولترا، pH برابر با 4 و دور هم‌زن rpm 750 به‌دست آمد. درنهایت مزایا و معایب این دو سامانه فرایندی برای بررسی قابلیت ارتقای مقیاس از آزمایشگاهی به نیم‌صنعتی مورد مقایسه قرار گرفت.

کلیدواژه‌ها

نانوالیاف؛ الکتروریسی نیم‌صنعتی؛ سامانه جذبی ناهمگن؛ آلاینده‌های آلی پساب

مراجع

[1] Molinos, S.M.; Gómez, T.; Garrido, B.M.; Caballero, R.; Sala, G.R.; Sci. Total Environ. 497, 607–617, 2014.
[2] Shehzadi, M.; Afzal, M.; Khan, M. U.; Islam, E.; Mobin, A.; Anwar, S.; Khan, Q.M.; Water Res. 58, 152–159, 2014.
[3] Cooney, D.O.; “Adsorption design for wastewater treatment”, CRC Pres INC, Boca Raton Florida, USA, 1999.
[4] Mohammadzadeh, S.; Olya, M.E.; Arabi, A.M.; Shariati, A; Khosravi Nikou, M.R; J. Environ. Sci. 35, 194–207, 2015.
[5] Olya, M.E.; Orient. J. Chem. 32, 1453–1463, 2016.
[6] Akhi, Y.; Irani, M.; Olya, M.E.; J. Taiwan Inst. Chem. Eng. 63, 327–335, 2016.
[7] Bai, Y.Y.; Wang, F.R.; Liu, J.K.; Ind. Eng. Chem. Res. 55, 9873–9879, 2016.
[8] Sakhaei, F.; Salahi, E.; Olya, M.E.; Mobasherpour, I.; Res. Chem. Intermed. 43, 4063–4078, 2017.
[9] Worch, E.; “Adsorption technology in water treatment: fundamentals, processes, and modeling”, Walter de Gruyter, Germany, 2012.
[10] Llagostera, I.; Cervantes, D.; Sanmartí, N.; Romero, J; Pérez, M.; Bull. Environ. Contam. Toxicol. 97, 374–379, 2016.
[11] Liu, Q.; Yang, B.; Zhang, L; Huang, R; Int. J. Biol. Macromol. 72, 1129–1135, 2015.
[12] Ravulapalli, S; Kunta, R.; J. Environ. Chem. Eng. 6, 4298–4309, 2018.
[13] Singh, N.B.; Nagpal, G.; Agrawal, S.; Environ. Technol. Innov. 11, 187–240, 2018.
[14] Li, Y. K.; Yang, T.; Chen, M.L.; Wang, J.H.; Talanta 180, 18–24, 2018.
[15] Spahis, N.; Addoun, A.; Mahmoudi, H.; Ghaffour, N.; Desalination 222, 519–527, 2008.
[16] Bansal, R.C.; Donnet, J.B.; Stoeckli, F.; “Active Carbon” New York, 1988.
[17] Jüntgen, H.; Carbon 15 (5), 273–283, 1977.
[18] De Souza, T.N.V.; de Carvalho, S.M.L.; Vieira, M.G.A.; da Silva, M.G.C.; Brasil, D.D.S. B.; Appl. Surf. Sci. 448, 662–670, 2018.
[19] Vandarkuzhali, S.A.A.; Karthikeyan, S.; Viswanathan, B.; Pachamuthu, M.P.; Surfaces and Interfaces 13, 101–111, 2018.
[20] Awual, M.R.; Hasan, M.M.; Khaleque, M.A.; Sheikh, M.C.; Chem. Eng. J. 288, 368–376, 2016.
[21] Mokhtari-Shourijeh, Z.; Montazerghaem, L.; Olya, M. E.; J. Polym. Environ. 26, 3550–3563, 2018.
[22] Olya, M.E.; Montazerghaema, L.; Naeimi, A.; Desalination and Water Treatment 67, 318–323, 2017.
[23] Mahmoodi, N.M.; Masrouri, O.; Najafi, F.; Fibers Polym. 15, 1656–1668, 2014.
[24] Huang, Y.; Xu, Y.; He, Q.; Cao, Y.; Du, B.; Water Environ. Res. 86, 20–27, 2014.
[25] Gupta, V.K.; Tyagi, I.; Agarwal, S.; Sadegh, H.; Shahryari-ghoshekandi, R.; Yari, M.; Yousefi-nejat, O.; J. Mol. Liq. 206, 129–136, 2015.
[26] Mit‐uppatham, C.; Nithitanakul, M.; Supaphol, P.; Macromol. Chem. Phys. 205, 2327–2338, 2004.
[27] Hekmati, A.H.; Rashidi, A.; Ghazisaeidi, R.; Drean, J.Y.; Text. Res. J. 83, 1452–1466, 2013.
[28] Neo, Y.P.; Ray, S.; Easteal, A.J.; Nikolaidis, M. G.; Quek, S.Y.; J. Food Eng. 109, 645–651, 2012.
[29] Zarshenas, K.; Raisi, A.; Aroujalian, A.; RSC Adv. 5, 19760–19772, 2015.
[30] Parvinzadeh Gashti, M.; Almasian, A.; Compos. Part B Eng. 45, 282–289, 2013.
[31] Ko, Y.G.; Choi, U.S.; Park, Y.S.; Woo, J.W.; J. Polym. Sci. Part A Polym. Chem. 42, 2010–2018, 2004.
[32] Crini, G.; Badot, P.M.; Prog. Polym. Sci. 33, 399–447, 2008.
[33] Mahmoodi, N.M.; Banijamali, M.; Noroozi, B.S; Fibers Polym. 15, 1616–1626, 2014.
[34] Samadani Langeroodi, N.; Tahery, F.; Mehrani, S.; Nov. Biol. Reper. 2, 166–175, 2015.