تهیه نانوکامپوزیت کیتوسان/SBA-15 با روش الکتروریسی جهت حذف رنگزای قرمز درخشان (Brilliant Red E-4BA) از پساب‌های رنگی

نانومواد

دوره 12، شماره 44، دی 1399، صفحه 265-273   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

فرهاد بهلکه؛ محمد حبیبی جویباری^* ؛ رامین ظفر مهرابیان؛ مهدی عبادی

گروه شیمی، دانشکده علوم، واحد گرگان، دانشگاه آزاد اسلامی، گرگان، ایران

چکیده

در این تحقیق، حذف رنگزای قرمز درخشان (Brilliant Red E-4BA) با استفاده از نانوالیاف کامپوزیت کیتوسان/SBA-15 مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور ابتدا، سورفاکتانت P123، هیدروکلریک اسید، TEOS و اتانول تحت کنترل دمایی با یکدیگر مخلوط شدند، که نتیجه آن سنتز پودر نرم و سفید رنگ SBA-15 بود. سپس با حل کردن این پودر درآب مقطر دیونیزه، محلول آن تهیه و با محلول پودر کیتوسان در استیک اسید، مخلوط شده و پس از هم زدن با دستگاه التراسونیک پراپی، مخلوط فوق برای سنتز نانوالیاف کامپوزیتی کیتوسان/SBA-15 به داخل دستگاه الکتروریسی منتقل گردید. نانوالیاف کامپوزیت کیتوسان/SBA-15 با روش الکتروریسی سنتز شد. تشکیل نانوالیاف موردنظر و ساختار ترکیبات سنتز شده به کمک تکنیک‌های XRD، TEM و FTIR تایید شد. در ادامه، اثر پارامترهای مختلف از جمله، pH، زمان تماس و مقدار نانوجاذب در جداسازی رنگ مورد نظر، مورد بررسی قرار گرفته و بهینه شد. بر اساس نتایج بدست آمده، مقادیر بهینه pH، مقدار نانوجاذب و زمان تماس به ترتیب 7، g 03/0 و min 40 بود. مطالعات سینتیکی و ترمودینامیکی فرآیند حذف رنگ نیز بررسی شد. بررسی‌ها نشان داد، ایزوترم جذب این رنگزا بر روی نانوالیاف کامپوزیت کیتوسان/SBA-15، از معادله لانگمیور تبعیت می‌کند. همچنین مطالعات سینتیکی انجام شده در مورد جذب رنگ مورد نظر، نشان داد که سینتیک جذب آن از یک معادله شبه مرتبه دوم پیروی می‌کند. نتایج بدست آمده نشان داد که نانوالیاف کامپوزیت کیتوسان/SBA-15، می‌تواند به عنوان یک جاذبارزان و کارآمد برای حذف رنگزای قرمز درخشان (Brilliant Red E-4BA) استفاده شود.

کلیدواژه‌ها

الکتروریسی؛ نانوالیاف؛ کیتوسان؛ SBA-15؛ رنگزای قرمز درخشان؛ ایزوترم جذب

مراجع

• Abdi, A. Alizadeh, S. Zinadini, G. Moradi, Journal of Membrane Science, 552, 2018, 326.
• Fan, C. Luo, M. Sun, H. Qiu, X. Li, Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 103, 2013, 601.
• Konicki, M. Aleksandrzak, D. Moszynski, E. Mijowska, Journal of Colloid and Interface Science, 496, 2017, 188.
• A.H. Badsha, I.M.C. Lo, Journal of Hazardous Materials, 381, 2020, 121.
• M. Valentin, A.K. Landauer, L.C. Morales, E.M. DuBois, S. Shukla, M. Liu, L. H.S. Valentin, C. Franck, P.Y. Chen, I.Y. Wong, Carbon, 143, 2019, 447.
• S. Patil, D.B. Gunjal, V.M. Naik, N.S. Harale, S.D. Jagadale, A.N. Kadam, P.S.Patil, G.B. Kolekar, A.H. Gore, Journal of Cleaner Production, 206, 2019, 407.
• Huang, M. Zhang, C. Li, G. Shi, The Journal of Physical Chemistry Letters, 6, 2015, 2806.
• Abdullah, N. Yusof, W.J. Lau, J. Jaafar, A.F. Ismail, Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 76, 2019, 17.
• I. El-Barghouthi, A.H. El-Sheikh, Y.S. Al-Degs, Separation Science and Technology, 42, 2007, 2195.
• Yu, Environmental Science & Technology, 39, 2005, 8071.
• Kosaka, K. Ohkubo, M. Akiba, Water Research, 106, 2016, 470.
• Joseph, US Patent 09, 351, 771, 2020.
• S. Mohy Eldin, M.A. Abu-Saied, T.M. Tamer, M.E. Youssef, A.I. Hashem, M.M. Sabet, Desalination and Water Treatment, 57, 2016, 14810.
• Wang, J. Kim, V. Malgras, J. Na, J. Lin, J. You, M. Zhang, J. Li, Y. Yamauchi, Small, 15, 2019, 190.
• Ma, K. Fu, X. Fu, Q. Guan, L. Ding, J. Shi, G. Zhu, X. Zhang, S. Zhang, L. Jiang, Separation and Purification Technology, 182, 2017, 134.
• O.M. Fufa, R.C. Popescu, A.M. Holban, Water Purification, 2017, 263.
• Park, S. Liu, T. Gardner, D. Johnson, A. Keeler, N. Ortiz, G. Rabah, E. Ford, Journal of Engineered Fibers and Fabrics, 15, 2020, 155
• Zhan, Q. Zhang, M. Qin, Y. Hong, Frontiers of Environmental Science & Engineering, 10, 2016, 548.
• Wang, S.K. Mohanty, S. Mahendra, Accounts of Chemical Research, 52, 2019, 876.
• Lee, J.W. Elam, S.B. Darling, Water Research & Technology, 2, 2016, 17.
• B. Boman, S. Garimella, Applied Thermal Engineering, 167, 2020, 114.
• Coto, S.C. Troughton, J. Duan, R.V. Kumar, T.W. Clyne, Applied Surface Science, 433, 2018, 101.
• A. Javidparvar, R. Naderi, B. Ramezanzadeh, Journal of Hazardous Materials, 389, 2020, 122.
• A. Javidparvar, R. Naderi, B. Ramezanzadeh, Corrosion Science, 15, 2019, 108.
• Ihsanullah, A. Abbas, A.M. Al-Amer, T. Laoui, M.J. Al-Marri, M.S. Nasser, M. Khraisheh, M.A. Atieh, Separation and Purification Technology, 157, 2016, 141.
• B. Singh, G. Nagpal, S. Agrawal, Environmental Technology & Innovation, 11, 2018, 187.
• Javaheri, Z. Kheshti, S. Ghasemi, A. Altaee, Separation and Purification Technology, 224, 2019, 199.
• Lu, D. Astruc, Coordination Chemistry Reviews, 356, 2018, 147.
• A. Yahya, Z. Al-Qodah, C.W.Z. Ngah, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 46, 2015, 218.
• Zou, X. Wang, A. Khan, P. Wang, Y. Liu, A. Alsaedi, Environmental Science & Technology, 50, 2016, 7290.
• Azimi, A. Azari, M. Rezakazemi, ChemBioEng Reviews, 4, 2017, 37.
• Duru, D. Ege, A.R. Kamali, Journal of Materials Science, 51, 2016, 6097.
• Gao, H. Zhu, W. Luo, S. Wang, C. Zhou, Microporous and Mesoporous Materials, 193, 2014, 15.
• Aghayan, A.R. Mahjoub, A.R. Khanchi, Chemical Engineering Journal, 225, 2013, 509.
• F. Hosseini, M. Rezaei, M. Zandi, F. Farahmandghavi, Industrial Crops and Products, 67, 2015, 403.
• S. Silva, R.A.S. Ferreira, L. Fu, L.D. Carlos, J.F. Mano, R.L. Reis, J. Rocha, Journal of Materials Chemistry, 15, 2005, 3952.
• Zhao, J. Feng, Q. Huo, N. Melosh, G.H. Fredrckson, B.F. Chmelka, G.D. Stucky, Science, 279, 1998, 548.
• Zhao, Q. Huo, J. Feng, B.F. Chmelka, G.D. Stucky, Journal of the Ameriacan Chemical Society, 120, 1998, 6024.
• Zupancic, T. Potrc, S. Baumgartner, P. Kocbek, J. Kristl, European Journal of Pharmaceutical Science, 95, 2016, 152.
• W.O. Soares, R.M. Braga, J.C.O. Freitas, R.A. Ventura, D.S.S. Pereira, D.M.A. Melo, Journal of Petroleum Science and Engineering, 131, 2015, 80.
• A. Javidparvar, B. Ramezanzadeh, E. Ghasemi, Corrosion, 72, 2016, 761.
• A. Javidparvar, B. Ramezanzadeh, E. Ghasemi, Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers, 61, 2015, 356.
• A. Javidparvar, B. Ramezanzadeh, E. Ghasemi, Progress in Organic Coatings, 90, 2016, 10.
• R. Shahmoradi, N. Talebibahmanbigloo, A.A. Javidparvar, G. Bahlakeh, B. Ramezanzadeh, Journal of Molecular Liquids, 304, 2020, 1127.
• A. Javidparvar, B. Ramezanzade, E. Ghasemi,''The effect of oleic acid/silane treatments of Fe₃O₄ nanoparticles on the mechanical properties of an epoxy coating'', The 6^th International Color & Coating Congress, Institute for Color Science and Technology, Tehran, November 2015.
• Nie, C. Min, H.J. Song, X. Chen, Z. Zhang, K. Zhao, Tribology Letters, 58, 2015, 1.
• A. Javidparvar, R. Naderi, B. Ramezanzadeh, G. Bahlakeh, Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 72, 2018, 196.
• Z. Geng, Y. Lin, X. Yu, Q. Shen, L. Ma, Z. Li, N. Pan, X. Wang, Journal of Materials Chemistry, 22, 2012, 3527.