بررسی حذف رنگ‌زای اسید رد 18 توسط کربن تهیه شده از تفاله هویج، اصلاح شده با نانوذرات آهن مغناطیسی در سیستم رآکتور چرخشی

نویسندگان

1 دانشیار گروه آموزشی آلودگی محیط‌زیست، دانشکده علوم و فنون دریایی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال، تهران، ایران

2 دانشیارگروه آموزشی آلودگی محیط‌زیست، دانشکده علوم و فنون دریایی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال، تهران، ایران

3 استادتمام گروه آموزشی مهندسی سرامیک- مواد، پژوهشگاه مواد و انرژی، البرز، ایران

4 دانشجوی دکتری آلودگی محیط‌زیست، دانشکده علوم و فنون دریایی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال، تهران، ایران

5 دانشیار گروه آموزشی شیمی کاربردی، دانشکده شیمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال، تهران، ایران

doi
چکیده

زمینه و هدف: به دلیل اهمیت بالای حذف مواد رنگ‌زای سرطان‌زا از پساب‌های رنگی پیش از ورود به محیط‌زیست، در این مطالعه به بررسی پارامترهای مؤثر در حذف رنگ‌زای اسید رد 18 با یک جاذب آلی جدید ‏با کمک ترکیب دو روش فیزیکی (جاذب) و روش شیمیایی (اکسیداسیون پیشرفته) پرداخته شد. مواد و روش‌ها: پس از طراحی و ساخت رآکتور، در هر بار آزمون 100 میلی‌لیتر نمونه داخل رآکتور در معرض تابش اشعه فرابنفش،H2O2  و کربن تهیه‌شده از ضایعات هویج قرار گرفت. در این سیستم، از لامپ UV-LED کم‌فشار در رآکتوری با حجم 5/1 لیتر استفاده شد. تعیین مشخصات جاذب با استفاده از تصاویرTEM ، SEM و XRD بررسی شد. تأثیر پارامترهای مختلف: pH، زمان، تابش UV، غلظت‌های اولیه رنگ‌زا و مقادیر مختلف از جاذب بر حذف رنگ، بررسی شد و نقاط بهینه به‌دست آمد. غلظت‌های ورودی و خروجی رنگ با دستگاه اسپکتروفتومتر اندازه‌گیری شد. تعادل، سینتیک و حداکثر ظرفیت جذب محاسبه گردید. یافته‌ها: مشخصات فیزیکی کربن فعال مغناطیسی نشان داد که نانوذرات Fe3O4 دارای اندازه متوسط nm 22-90 و سطح ویژه برابر m2/g 480 بوده است. راندمان حذف 99 درصدی رنگ اسید رد 18 در غلظت جاذب برابر 1/5لیتر، غلظت رنگ ppm 25، pH برابر 4 و زمان 80 دقیقه اتفاق افتاد. ظرفیت جذب برابر با ‏‎ mg/g126/98‏و سینتیک فرایند جذب از مدل شبه درجه دوم (اسید رد 18، 0/99R2=) پیروی می‌کرد نتیجه‌گیری: کربن فعال تهیه‌شده از ضایعات هویج در کنار تابش UV-LED، جاذبی کم‌هزینه، سازگار با محیط‌زیست و بسیار مؤثر در حذف رنگ با کمک فرایند (AOp S) است.