کاربرد نانوذرات اکسید آهن و هیدروکسی‌آپاتیت در حذف رنگزای ریمازول بلک B از آب

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد، گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ملایر، ملایر، ایران، کدپستی: 84621-65741.

2 استادیار، گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ملایر، ملایر، ایران، کدپستی: 84621-65741.

3 دانشجوی پسا دکتری، گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ملایر، ملایر، ایران، کدپستی: 84621-65741.

4 دانشیار، گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ملایر، ملایر، ایران، کدپستی: 84621-65741.

doi
10.30509/jscw.2025.167564.1244
چکیده

در این پژوهش، کارایی نانو ذرات اکسید آهن و نانو ذرات هیدروکسی ‌آپاتیت در حذف رنگزای صنعتی ریمازول بلک B از محلول‌های آبی با استفاده از فرایند جذب سطحی بررسی شد. آزمایش‌ها تحت شرایط مختلفی شامل pH، دما، زمان تماس و مقدار جاذب انجام گرفت. نانو ذره اکسید آهن در pH برابر 3 دمای °C 350 و زمان تماس min  180، بازده جذب 5/78 درصد داشت. در حالی که نانو هیدروکسی ‌آپاتیت در شرایط مشابه با دمای °C 15 و زمان تماس min  20، بازده 75/53 درصد را نشان داد. مدل سینتیکی شبه مرتبه دوم و مدل فروندلیچ برای هر دو جاذب برازش مناسبی داشتند که به‌ ترتیب بیانگر جذب شیمیایی و ناهمگن‌بودن سطوح جذب است. مطالعات ترمودینامیکی نیز نشان داد فرایند جذب برای هر دو جاذب خودبه‌خودی است، اما به‌ترتیب در اکسید آهن گرماگیر و در هیدروکسی ‌آپاتیت گرمازا است. ظرفیت جذب این نانو ذرات به ترتیب  mg/g 46/22 و 36/25 تعیین شد. این مطالعه نه تنها اثربخشی این نانو جاذب‌ها را در حذف رنگزا به ‌خوبی نشان داد، بلکه با تحلیل جامع رفتار ترمودینامیکی و مقایسه عملکرد آن‌ها، بینش‌های جدیدی را برای طراحی سیستم‌های تصفیه بهینه و پایدار فراهم کرد. به‌طور کلی، هر جاذب با توجه به شرایط عملیاتی، مزایای خاص خود را دارد و می‌تواند به ‌عنوان گزینه‌ای مؤثر برای حذف رنگزا‌های آنیونی از پساب‌های صنعتی مورد استفاده قرار گیرد