هیدروژل های نانومغناطیسی بر پایه کربوکسی متیل سلولوز-خاک دیاتومه پیوندخورده با آکریل آمید برای جذب رنگینه کاتیونی بنفش بلوری

در سالهای اخیر، جداسازی رنگینه ها از آبهای آلوده توجه زیادی را به خود جلب کرده است. روشهای سنتی برای پاکسازی رنگینه ها همیشه موثر نیستند. کوششهای زیادی در توسعه هیدروژلهای نانوکامپوزیت برای جذب کارآمد رنگینه انجام شده است. در این پژوهش، هیدروژل نانومغناطیسی با استفاده از کربوکسی متیل سلولوز )CMC(، خاک دیاتومه و آکریل آمید )AAm( تهیه و برای جذب رنگینه بنفش بلوری به عنوان نمونهای از رنگینه های کاتیونی، از محلولهای آبی به کارگرفته شد. نخست، هیدروژل بر پایه کربوکسی متیل سلولوز و خاک دیاتومه با آغازگر رادیکالی آمونیوم پرسولفات )APS( و مونومر آکریلآمید و شبکه ای کننده متیلن بیس آکریل آمید )MBA( در محیط آبی سنتز شد. سپس، هیدروژل نانومغناطیسی با بارگذاری یونهای آهن )II( و آهن )III( در هیدروژل و نیز همرسوبی این یونها در محیط بازی تهیه شد. ساختار نمونه ها با طیف سنجی زیرقرمز تبدیل فوریه )FTIR(، تجزیه گرماوزن سنجی )TGA(، میکروسکوپی الکترونی پویشی )SEM( و میکروسکوپی الکترونی عبوری )TEM( تایید و خواص مغناطیسی آنها با مغناطیس سنج ارتعاشی )VSM( اندازه گیری شد. تصاویر SEM نشان داد، نانوذرات مغناطیسی Fe3O4 به خوبی در بستر متخلخل هیدروژل جای گرفته اند. اندازه تقریبی نانوذرات مغناطیسی بر اساس تصاویر TEM حدود 5-15 nm بود. در مرحله بعد، جذب رنگینه به وسیله هیدروژل نانومغناطیسی بررسی و اثر عواملی چون زمان تماس، pH، غلظت اولیه محلول رنگینه و دما بر مقدار جذب رنگینه با جاذب ارزیابی شد. بیشترین درصد جذب رنگینه در دمای محیط و غلظت اولیه 10 mg/L در pH برابر 7 به مدت 60 min نزدیک به 96% بود. جاذب سنتز شده قابلیت استفاده مجدد دارد که از شاخصترین مزیتهای آن داشتن خاصیت مغناطیسی است. بنابراین، جداسازی با آهنربا از محلول، پس از حذف رنگینه بسیار آسان است. با بررسی الگوهای همدمای جذب سطحی مشخص شد، الگوی Temkin تطابق خوبی با داده های تجربی حاصل دارد. مطالعات سینتیکی نیز نشان داد، فرایند جذب از الگوی سینتیکی شبه مرتبه دوم پیروی میکند.

Keywords:

کربوکسی متیل سلولوز , خاک دیاتومه , آکریل آمید , هیدروژل نانومغناطیسی , بنفش بلوری