Iranian Journal of Health and Environment
سلامت و محیط زیست
ijhe
Medical Sciences
http://ijhe.tums.ac.ir
1
admin
2008-2029
2008-3718
000
000
000
000
000
fa
jalali
1398
6
1
gregorian
2019
9
1
12
2
online
1
fulltext
fa
بررسی کارایی کربن فعال پودری مغناطیسی شده با نانو ذرات اکسید آهن در حذف کاتکول از محلول های آبی با استفاده از روش سطح پاسخ
Investigation of the efficiency of powder activated carbon magnetized with Fe3O4 nanoparticles in the removal of catechol from aqueous solutions by response surface methodology
فاضلاب
wastewater
پژوهشي
Research
<div style="text-align: justify;"><strong><span style="font-family:b lotus;">زمینه و هدف:</span></strong><span style="font-family:b lotus;"> ­­فعالیت صنایع مختلف موجب تولید طیف وسیعی از آلایندهها و ترکیبات سمی میشود. از جمله این ترکیبات میتوان به کاتکول اشاره کرد که یک ترکیب آلی حلقوی با سمیت بالا و مقاوم در برابر تجزیه است. بنابراین هدف از این مطالعه بررسی کارایی کربن فعال پودری مغناطیسی شده با نانو ذرات اکسید آهن در حذف کاتکول از محلول­های آبی به روش سطح پاسخ است.</span><br>
<strong><span style="font-family:b lotus;">روش بررسی</span></strong><strong><span style="font-family:b lotus;">:</span></strong> <span style="font-family:b lotus;">روش هم ترسیبی به منظور سنتز کربن فعال پودری مغناطیسی مورد استفاده قرار گرفت و خصوصیات آن با آنالیزهای </span><span dir="LTR"><span style="font-size:11.0pt;">SEM</span></span><span style="font-family:b lotus;"> و </span><span dir="LTR"><span style="font-size:11.0pt;">XRD</span></span><span style="font-family:b lotus;"> بررسی شد. سپس تاثیر پارامترهایی چون </span><span dir="LTR"><span style="font-size:11.0pt;">pH</span></span><span style="font-family:b lotus;">، زمان تماس، دوز جاذب، غلظت اولیه کاتکول، دما بر روی کارایی فرایند جذب براساس روش سطح پاسخ (باکس بانکن) مورد بررسی قرار گرفت. غلظت باقیمانده کاتکول با استفاده از دستگاه کروماتوگرافی مایع با عملکرد بالا در طول موج</span><span dir="LTR"><span style="font-size:11.0pt;"> nm </span></span><span style="font-family:b lotus;"> 275 اندازهگیری شد.</span><br>
<strong><span style="font-family:b lotus;">یافتهها:</span></strong> <span style="font-family:b lotus;">نتایج حاصل نشان داد </span><span style="font-family:b lotus;">حداکثر کارایی فرایند جذب در غلظت </span><span dir="LTR"><span style="font-size:11.0pt;">mg/L</span></span><span style="font-family:b lotus;"> 20، </span><span dir="LTR"><span style="font-size:11.0pt;"> pH</span></span><span style="font-family:b lotus;">برابر با 3، زمان تماس </span><span dir="LTR"><span style="font-size:11.0pt;">min</span></span><span style="font-family:b lotus;"> 90 و در دمای </span><span dir="LTR"><span style="font-size:11.0pt;">ºC</span></span><span style="font-family:b lotus;"> 25 و دوز جاذب </span><span dir="LTR"><span style="font-size:11.0pt;">g/L</span></span><span style="font-family:b lotus;"> 1/5</span><span style="font-family:b lotus;">حاصل شد. بررسی ایزوترم و سینتیک نشان داد که دادههای تجربی فرایند جذب کاتکول به ترتیب با مدل لانگمویر و شبه درجه دوم همبستگی دارد. مطالعه ترمودینامیک واکنش نیز بیانگر اگزوترمیک و خود بخودی فرایند است. </span><br>
<strong><span style="font-family:b lotus;">نتیجهگیری:</span></strong><span style="font-family:b lotus;"> نتایج نشان دادند که فرایند جذب با استفاده از کربن فعال پودری مغناطیسی شده با نانوذرات اکسید آهن در </span><span dir="LTR"><span style="font-size:11.0pt;">pH</span></span><span style="font-family:b lotus;"> اسیدی راندمان بهتری دارد. در</span> <span style="font-family:b lotus;">نتیجه فرایند مورد مطالعه به</span><span dir="LTR"><span style="font-size:11.0pt;"></span></span><span style="font-family:b lotus;">عنوان یک روش مؤثر، سریع و ارزان برای حذف کاتکول از محلولهای آبی پیشنهاد میشود</span><span style="font-family:b lotus;"> که </span><span style="font-family:b lotus;">با توجه به زمان اندک واکنش، از لحاظ اقتصادی نیز مقرون بهصرفه است.</span><br>
</div>
<div style="text-align: justify;"><strong>Background and Objective: </strong>The activities of various industries produce a wide range of pollutants and toxic compounds. One of these compounds is the catechol, a cyclic organic compound with high toxicity and resistant to degradation. Therefore, the purpose of this study was to investigate efficiency of powder activated carbon magnetized with Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub> nanoparticles in the removal of catechol from aqueous solutions by response surface methodology.<br>
<strong>Materials and Methods:</strong> The co-precipitation method was used to synthesize magnetic powder activated carbon and its properties were analyzed by SEM and XRD analysis. Then, the effect of the parameters such as pH, contact time, absorbent dose, initial concentration of catechol and temperature on the efficiency of adsorption process were investigated using a response surface methodology (Box–Behnken). The residual concentration of catechol was measured by HPLC at 275 nm.<br>
<strong>Results: </strong>The results showed that the maximum efficiency of the adsorption process was obtained at concentration of 20 mg/L, pH=3, contact time 90 minutes, at 25 °C and absorbent dose of 1.5 g/L. The study of isotherm and kinetics showed that the experimental data of the catechol adsorption process correlated with the Langmuir and pseudo-second order models, respectively. Thermodynamic study of the reaction also expresses the Exothermic and Spontaneous process.<br>
<strong>Conclusion: </strong>The results showed that the adsorption process using powder activated carbon magnetized with Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub> nanoparticles at acidic pH had better efficiency. As a result, the studied process as an effective, rapid and inexpensive method for removal of catechol from aqueous solutions is proposed. Due to its short reaction time, it is economically affordable process.<br>
</div>
جذب سطحی, کاتکول, کربن فعال پودری مغناطیسی شده, نانوذرات اکسید آهن, روش سطح پاسخ
Adsorption, Catechol, Magnetic powder activated carbon, Iron oxide nanoparticles, Response surface method
289
306
http://ijhe.tums.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-1251-2&slc_lang=fa&sid=1
S
Fallah Jokandan
سودا
فلاح جوکندان
fallah.sevda@yahoo.com