بررسی ایزوترم و سینتیک جذب نفتالین از محلول های آبی توسط نانوتیوب های کربنی چند جداره

مقدمه: نفتالین متقدم ترین هیدروکربن آروماتیک با دو حلقه بنزنی است که با عث کم خونی و آسیب به شبکیه چشم می شود و برای گیاهان و آبزیان نیز سمیت دارد. در این مطالعه حذف این ترکیب از آب با نانولوله کربنی چند دیواره با هدف تعیین بیشترین راندمان حذف و تعیین مقدار بهینه متغیرهای آزمایش بررسی می شود. مواد و روش ها: این مطالعه در شرایط آزمایشگاهی ناپیوسته انجام شده که در آن تاثیر پارامترهایی نظیر زمان ماند(دقیقه ۵،۱۵،۳۰،۶۰،۹۰،۱۲۰،۱۸۰)، غلظت نانولوله کربنی چند دیواره(۰۱/۰، ۰۵/۰، ۱/۰، ۲/۰، ۳/۰، ۵/۰، ۱و ۲ گرم در لیتر)، غلظت محلول(۱/۰-۵/۰-۱-۳-۵-۵/۷-۱۰-۱۵میلی گرم بر لیتر ) و pH (۳،۵،۷،۱۰ در غلظت ۳، ۵/۷ و ۱۰ میلی گرم بر لیتر نفتالین) در حذف نفتالین بررسی شده است. داده های تجربی تعادل جذب با مدل های مختلف ایزوترم جذب لانگمیر و فروندلیخ ارزیابی و همراه  با سینتیک جذب از طریق مقایسه  ضریب تبیین( R۲) مورد بررسی و به وسیله نرم افزارExcel  مورد تحلیل قرار گرفته است. یافته های پژوهش: حداکثر ظرفیت جذب سطحی نفتالین بر روی نانوتیوب های کربنی چند جداره ۳/۳۳ میلی گرم  بر گرم در pH  اسیدی(۳pH=) و زمان مناسب جهت دستیابی به حداکثر  جذب نفتالین و حالت تعادل، ۹۰ دقیقه می باشد. با افزایش دوز جاذب از ۲/۰ به ۳/۰گرم در لیتر راندمان حذف برای محلول نفتالین با غلظت اولیه ۱۰ میلی گرم در لیتر از ۹۷ درصد به ۹۹/۹۹ درصد و با افزایش غلظت اولیه نفتالین از ۳  به ۱۰میلی گرم در لیتر در ۳pH= و زمان ۹۰ دقیقه از ۳۳/۷۳ درصد به ۹۹/۹۹ درصد افزایش می یابد. مکانیسم جذب با ایزوترم جذب  فروندلیخ(۹۹/۰= R۲) سازگار بوده و از سنتیک جذب درجه اول(۹۶/۰= R۲) تبعیت می کند. بحث و نتیجه گیری: نانوتیوب های کربنی چند جداره به دلیل اندازه کوچک، سطح مقطع زیاد و در نتیجه واکنش پذیری بسیار زیاد، به عنوان جاذب جهت حذف نفتالین از آب راندمان بالایی دارد.

Keywords:

Multi-walled carbon nanotubes , Polycyclic aromatic hydrocarbons , Adsorbtion , Naphtalene from aqueous solution , Isoterm , Naphtalene , نانو لوله های کربنی چند دیواره , هیدروکربن های آروماتیک چند حلقه ای , جذب , ایزوترم , نفتالین