حذف رنگ راکتیو قرمز 198 از محلول‌های آبی با استفاده از نانوذرات مغناطیسی Fe3O4 عامل‌دار شده با مایعات یونی و بهینه‌‌سازی فرآیند با طراحی آزمایش به روش تاگوچی

نانومواد

دوره 12، شماره 43، مهر 1399، صفحه 141-152   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

بهناز عشقی¹؛ نسیم ضیایی‌فر^{* 2}؛ حسین شیخ‌لویی³

¹دانشکده علوم پایه، گروه شیمی، واحد مراغه، دانشگاه آزاد اسلامی، مراغه، ایران

²گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، واحد مراغه، دانشگاه آزاد اسلامی، مراغه، ایران

³دانشکده علوم پایه، واحد مراغه، دانشگاه آزاد اسلامی، مراغه، ایران

چکیده

مطالعه حاضر، با هدف بررسی نانوذرات مغناطیسی آهن اصلاح شده با مایع یونی در حذف رنگ راکتیو قرمز 198 از محلول‌های آبی انجام پذیرفت. اصلاح نانوذرات مغناطیسی آهن با مایع یونی 1-تترادسیل-3- متیل ایمیدازولیوم برومید توسط XRD، TGA و FTIR تایید شد. مورفولوژی سطح با SEM و اندازه نانوذرات سنتز شده با قطر متوسط nm 27 با روش TEM بررسی گردید. این امر موید این مطلب است که جاذب سنتز شده دارای ابعاد نانو می‌باشد. درصد حذف با نانوذرات مغناطیسی اصلاح شده با مایع یونی به نحو قابل ملاحظه‌ای بیشتر از درصد حذف با نانوذرات مغناطیسی خالص می‌باشد. اثر عوامل تجربی مختلف بر حذف رنگ شامل pH، مقدار Fe₃O₄، مقدار مایع یونی و زمان تماس بررسی و بهینه گردید. تحت شرایط بهینه (pH برابر با 10، مقدار Fe₃O₄ ml 6/1، مقدار مایع یونی ml 8/0، زمان هم زدن min 8) درصد حذف رنگ 96% بدست آمد. همچنین طراحی آزمایش به ‌روش تاگوچی نشان داد که از پارامترهای موثر در راندمان حذف سطحی RR(198)، بیشترین تاثیر مربوط به مقدار جاذب Fe₃O₄ وکمترین تاثیر مربوط به RR(198) می‌باشد. همچنین نتایج آزمایشات بوسیله روش تاگوچی نشان داد که افزایش زمان تماس و pH تاثیر چندانی بر درصد حذف رنگ ندارد.

کلیدواژه‌ها

راکتیو قرمز 198؛ نانوذرات مغناطیسی؛ مایع یونی؛ جاذب اصلاح شده؛ روش تاگوچی

مراجع

• Ghaneian, M. Dehvary, M. Ehrampoush, B. Jamshidi, Proceedings of the 14^th National Conference on Environmental Health, Kerman, Iran, 2011.
• R. Dincer, Y. Gunes, N. Karakaya, Journal of Hazardous Materials, 141, 2007, 529.
• Ledakowicz, M. Solecka, R. Zylla, J Biotechnol, 89, 2001, 75.
• Asilian G.R. Moussavi, M. Mahmoudi, Iranian Journal of Health and Environment, 3, 2010, 93.
• S. Andrade, L.A.M. Ruotolo, R.C. Rocha-Filho, N. Bocchi, S.R. Biaggio, Chemosphere, 66, 2003, 2035.
• H. Lee, S.G. Pavlostathis, Water Res., 38, 2004, 1838.
• K. Amin, Journal of Hazardous Materials, 165, 2009, 52.
• E. Nemr, O. Abdelwahab, A. El-Sikaily, A. Khaled, Journal of Hazardous Materials, 161, 2009,102.
• A. Figueiredo, R.A. Boaventura, J.M. Loureiro, Sep Purif Technol, 20, 2000, 129.
• H. Hameed, D.K. Mahmoud, A.L. Ahmad, Journal of Hazardous Materials, 158, 2008, 65.
• Afkhami, M. Saber-Tehrani, H. Bagheri, Desalination, 263, 2010, 240.
• Laurent, D. Forge, M. Port, A. Roch, C. Robic, L. Vander Elst, R.N. Muller, Chemical Review, 108, 2008, 2064.
• B. Luo, Z.G. Shi, Q. Gao, Y.Q. Feng, J. Chromatogr, 218, 2011, 1353.
• W. Li, M.B. Zheng, X.F. Chang, G.B. Ji, H.L. Lu, L.P. Xue, L.J. Pan, J.M. Cao, Journal of Solid State Chemisty, 184, 2011, 953
• Qadri, A. Ganoe, Y. Haik, Journal of Hazardous Materials, 169, 2009, 318.
• طاهره پورصابری، پژوهشگاه صنعت نفت، تهران، ایران، شماره 707، 2014.
• Wen, Y. Wang, K. Xu, N. Li, H. Zhang, Q. Yang, State Key Laboratory of Chemo/Biosensingand Chemometrics, College of Chemistryand Chemical Engineering, Hunan University, 2016.
• محسن زیب، یاسمن صناعی، "استفاده از نانوکامپوزیت گرافنی مغناطیسی عامل‌دار شده با مایع یونی در گوگردزدایی، سومین کنفرانس بین‌المللی دستاوردهای نوین پژوهشی در شیمی و مهندسی شیمی، 1395.
• Karimi-Pasandideh, R. Rezaei-Kalantary, S. Nasseri, A.H. Mahvi, R. Nabizadeh, A. Esrafili, Iranian Journal of Health and Environment, 7, 2014, 289.
• Absala, M. Asadi, S. Kamran, L. Sheikhian, D.M. Goltz, Journal of Hazardous Materials, 192, 2011, 476.
• Shen, J. Tang, Z. Nie, Y. Wan, Y. Ren, Y. Zuo, Separationand Purification Technology, 68, 2009, 312.
• مهدی بهرامی، سعید برومند نسب، حیدرعلی کشکولی، احمد فرخیان فیروزی، علی‌اکبر بابایی، حذف کادمیوم از محلول‌های آبی با استفاده از نانوذرات مگنتیک اصلاح شده، مجله سلامت و محیط، فصلنامه علمی پژوهشی انجمن علمی بهداشت محیط ایران، 1392، 232-221.
• رسول نورالنسا، طراحی و تحلیل آزمایش‌ها، تهران، دانشگاه علم و صنعت ایران، 1393، 300-200.
• الهام زینالی، طراحی آزمایش به روش تاگوچی با استفاده از نرم‌افزار Qualitek، تهران، شرکت پژوهش و فناوری پتروشیمی، 1387، ص 86-10.
• Aber, A. Khataee, M. Sheydaei, Bioresource Technology, 100, 2009, 6586.
• Ziaeifar, M. Khosravi, M.A. Behnajady, M.R. Sohrabi, Science & Technology, 5, 2015, 721.
• Azari, M. Gholami, Z. Torkshavand, J Mazandaran University of Medical Sciences, 24, 2015, 333-347.
• Ghanizadeh, A. Azari, H. Akbari, R. Kalantary, J Mazandaran University of Medical Sciences, 25, 2015, 49.
• Seyyed Hamid, D. Parastoo, M. Ahmad, Iranian Journal of Chemistry and Chemical Engineering, 35, 2016, 63.
• Dalali, M. Khoramnezhad, M. Habibizadeh, M. Faraji, nternational Conference on Environmental and Agriculture Engineering, 2011.
• سید حمید احمدی، پرستو داوری، حسام دانشیار، "کاربرد نانوذرات مغناطیسی عامل‌دار شده با مایعات یونی به عنوان جاذب برای حذف رنگ راکتیو نارنجی 122 از نمونه‌های آبی به کمک تکنیک اسپکترومتری UV-Vis، اولین همایش ملی فناوری‌های نوین شیمی و مهندسی شیمی، 1392.
• ادریس بذرافشان، فردوس کرد مصطفی‌پور، محبوبه رضایی، بررسی کارایی نانولوله‌های کربنی چند جداره در حذف رنگ راکتیو قرمز 198 از محیط‌های آبی، فصلنامه علمی پژوهشی دانشکده بهداشت یزد، 1392.
• ادریس بذرافشان، فردوس کرد مصطفی‌زاده، بهنام باریک بین، "حذف رنگ راکتیو قرمز 198 از محلول‌های آبی با استفاده از خاکستر حاصل از زایدات پسته، مجله علمی دانشگاه علوم پزشکی بیرجند، 1391.