بررسی کارایی نانوذرات مغناطیسی سیلیکا- استر (Fe۳O۴@SiO۲-MPAP) در حذف رنگ زای آنیونی از محلول های آبی: مطالعات سینتیکی، تعادلی و ترمودینامیکی

مقدمه: حذف رنگ های راکتیوآزو، یکی از مشکلات اساسی در فرایند تصفیه پساب های صنایع نساجی شناخته می شود. در سال های اخیر استفاده از نانوذرات برای حذف و کاهش آلاینده ها در محیط های آبی بسیار مورد توجه قرار گرفته است. هدف از انجام پژوهش حاضر، سنتز نانوذرات مغناطیسی آهن- سیلیکا با گروه عاملی استر (سیلیکا- استر Fe۳O۴@SiO۲-MPAP) و بررسی کارایی آن ها جهت حذف رنگ راکتیو بلک ۵ (Reactive Black-۵ یا RB-۵) از محلول های آبی بود.روش ها: سنتز نانوذرات سیلیکا- استر به روش هم رسوبی در شرایط قلیایی صورت گرفت. جهت تعیین اندازه نانوذرات، از تکنیک میکروسکوپ الکترونی عبوری (Transmission electron microscopy یا TEM) استفاده و تاثیر متغیرهای مستقل pH، غلظت اولیه رنگ و مقدار نانوذرات بر راندمان حذف رنگ بررسی گردید. آنالیزهای سینتیک، ایزوترم و ترمودینامیک به منظور تعیین نرخ و مکانیسم جذب انجام شد. در نهایت، کارایی نانوذرات بازیافت شده جهت حذف رنگ RB-۵ مورد بررسی قرار گرفت.یافته ها: ۱۰۰ درصد حذف رنگ در ۲ = pH، غلظت رنگ ۲۰ میلی گرم بر لیتر توسط نانوجاذب سیلیکا- استر با مقدار ۳/۰ گرم بر لیتر و در مدت زمان ۸۰ دقیقه به دست آمد. مطالعات سینتیکی نشان داد که سینتیک حذف رنگ RB-۵ در شرایط بهینه از سینتیک شبه مرتبه دوم تبعیت کرد و فرایند جذب، شیمیایی بود. داده های تعادلی جذب به خوبی با مدل ایزوترمی Langmuir مطابقت نمود. مطالعات ترمودینامیکی نشان داد که فرایند جذب رنگ به سادگی امکان پذیر، خود به خودی و گرماگیر می باشد و نانوجاذب های سنتز شده پس از پنج مرتبه بازیابی، از کارایی حذف مطلوبی برخوردار بودند.نتیجه گیری: نانوذرات سیلیکا- استر در حذف رنگ RB-۵ از محلول های آبی کارامد می باشند و این نانوذرات می توانند با توجه به ساختار شیمیایی و قدرت بازیابی مناسب، به عنوان جاذب مناسبی برای حذف رنگ های آنیونی از محلول های آبی مورد توجه قرار گیرند.

Keywords:

رنگ زا , سیلیکا , استر , آلودگی آب , نانوذرات مغناطیسی