تهیه نانوکامپوزیت نقره/کیتوسان برای رنگ‌زدایی از آب

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان

گروه مهندسی شیمی، دانشکده انرژی، دانشگاه صنعتی کرمانشاه، کرمانشاه، ایران

چکیده

نانوذره­ های نقره به‌ عنوان یکی از مهم­ترین مواد با خاصیت ضد میکروبی از جمله نانوذره­ هایی است که تهیه و بهره گیری از آن در زمینه های گوناگون بسیار مورد بررسی قرار گرفته است. پژوهش حاضر با هدف سنتز نانو ذره­ های نقره روکش شده با پلیمر زیستی کیتوسان با فرمول­ های جذب سطحی شناخته شده جهت حذف رنگ اسید اورانژ 7 از آب انجام شد. برای کاهش تعداد آزمایش ­ها و یافتن شرایط بهینه از روش طراحی آزمایش استفاده شد.  عملکرد جاذب کامپوزیتی تهیه شده در بازه دمایی 25 الی 60 درجه سلسیوس، غلظت اولیه رنگ بین 8 تا 50 میلی گرم بر لیتر و مدت زمان تماس 5 تا 120 دقیقه مورد آزمون قرار گرفت. بر اساس نتیجه ­ها، مقدار جذب به غلظت اولیه‌ی رنگ وابسته بوده ولی مستقل از دمای فرایند در بازه دمایی مورد آزمون است. مطابق پیش بینی اولیه، هر چه زمان بیش ­تر شود مقدار جذب بیش ­تر می‌شود و درواقع میزان جذب تعادلی به زمان وابسته است. بیش­ ترین ظرفیت جذب رنگ مورد نظر توسط جاذب اصلاح شده 5/37 میلی گرم بر گرم می­باشد . سینتیک واکنش نیز با معادله درجه دوم کاذب توصیف شده و هم­دمای جذب از مدل فروندلیچ که بیانگر جذب شیمیایی است پیروی نمود. همچنین نانوذره­ های نقره میزان جذب خیلی کمی (در حدود 15/. میلی گرم بر گرم) نسبت به نانو کامپوزیت نقره/کیتوسان نشان دادند که این نیز بیانگر کارایی روش اصلاح به کار گرفته شده می باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

مراجع

[1] Naghizadeh A., Ghafouri M., Synthesis and Performance Evaluation of Chitosan Prepared from Persian Gulf Shrimp Shell in Removal of Reactive Blue 29 Dye from Aqueous Solution (Isotherm, Thermodynamic and Kinetic Study), Iran. J. Chem. Chem. Eng (IJCCE), 36(3): 25-36 (2017).
[2] Aranaz I., Mengíbar M., Harris R., Paños I., Miralles B., Acosta N., Galed G., Heras Á., Functional Characterization of Chitin and Chitosan, Current Chemical Biology, 3: 203-230 (2009).
[3] Li Q., Dunn E., Grandmaison E., Goosen M.F., Applications and Properties of Chitosan, Journal of Bioactive and Compatible Polymers, 7: 370-397 (1992).
[4] Sondi I., Salopek-Sondi B., Silver Nanoparticles as Antimicrobial Agent: A Case Study on E. Coli as a Model for Gram-Negative Bacteria, Journal of Colloid and Interface Science, 275: 177-182 (2004).
[5] Khan Z., Al-Thabaiti S.A., Obaid A.Y., Al-Youbi A., Preparation and Characterization of Silver Nanoparticles by Chemical Reduction Method, Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 82: 513-517 (2011).
[6] Kean T., Thanou M., Biodegradation, Biodistribution and Toxicity of Chitosan, Advanced Drug Delivery Reviews, 62: 3-11 (2010).
[7] Zhang H., Neau S.H., In Vitro Degradation of Chitosan by Bacterial Enzymes from Rat Cecal and Colonic Contents, Biomaterials, 23: 2761-2766 (2002).
[8] Gaafar M., Mady R., Diab R., Shalaby T.I., Chitosan and Silver Nanoparticles: Promising Anti-Toxoplasma Agents, Experimental Parasitology, 143: 30-38 (2014).
[9] Haerizade B.N., Koohi M., Ghavami M., Janitabar Darzi S., Rezaee N., Kasaei M.Z., Green Removal of Toxic Pb(II) from Water by a Novel and Recyclable Ag/γ-Fe2O3@r-GO Nanocomposite, Iran. J. Chem. Chem. Eng. (IJCCE), 27(1): 29-37 (2018).
[10] Zinadini S., Zinatizadeh A., Rahimi M., Vatanpour V., Zangeneh H., Beygzadeh M., Novel High Flux Antifouling Nanofiltration Membranes for Dye Removal Containing Carboxymethyl Chitosan Coated Fe3O4 Nanoparticles, Desalination, 349: 145-154 (2014).
[11] Boca S.C., Potara M., Gabudean A.-M., Juhem A., Baldeck P.L., Astilean S., Chitosan-Coated Triangular Silver Nanoparticles as a Novel Class of Biocompatible, Highly Effective Photothermal Transducers for in Vitro Cancer Cell Therapy,Cancer Letters, 311: 131-140 (2011).
[12] Jiraratananon R., Sungpet A., Luangsowan P., Performance Evaluation of Nanofiltration Membranes for Treatment of Effluents Containing Reactive Dye and Salt, Desalination, 130: 177-183 (2000).
[13] de Lima R.O.A., Bazo A.P., Salvadori D.M.F., Rech C.M., de Palma Oliveira D., de Aragão Umbuzeiro G., Mutagenic and Carcinogenic Potential of a Textile Azo Dye Processing Plant Effluent that Impacts a Drinking Water Source, Mutation Research/Genetic Toxicology and Environmental Mutagenesis, 626: 53-60 (2007).
[14] Kamranifar M., Naghizadeh A., Montmorillonite Nanoparticles in Removal of Textile Dyes from Aqueous Solutions: Study of Kinetics and Thermodynamics, Iran. J. Chem. Chem. Eng. (IJCCE), 36: 127-137 (2017).
[15] Crini G., Badot P.-M., Application of Chitosan, a Natural Aminopolysaccharide, for Dye Removal From Aqueous Solutions By Adsorption Processes Using Batch Studies: A Review of Recent Literature, Progress in Polymer Science, 33: 399-447 (2008).
[16] Cheung W., Szeto Y., McKay G., Enhancing the Adsorption Capacities of Acid Dyes by Chitosan Nano Particles, Bioresource Technology, 100: 1143-1148 (2009).
[17] Hu Z., Zhang J., Chan W., Szeto Y., The Sorption of Acid Dye onto Chitosan Nanoparticles, Polymer, 47: 5838-5842 (2006).
[18] Moussavi S.P., Study of Adsorption Isotherms and Adsorption Kinetics of Reactive Blue 19 Dyes from Aqueous Solutions by Multi-Wall Carbon Nanotubes, Journal of Shahrekord University of Medical Sciences, 16(1): 72-80 (2014).
[19] Wang L.-S., Wang C.-Y., Yang C.-H., Hsieh C.-L., Chen S.-Y., Shen C.-Y., Wang J.-J., Huang K.-S., Synthesis and Anti-Fungal Effect of Silver Nanoparticles–Chitosan Composite Particles, International Journal of Nanomedicine, 10: 2685 (2015).
[20] Chen C.-Y., Chang J.-C., Chen A.-H., Competitive Biosorption of Azo Dyes from Aqueous Solution on the Templated Crosslinked-Chitosan Nanoparticles, Journal of Hazardous Materials, 185: 430-441 (2011).
[21] Du W.L., Xu Z.R., Han X.Y., Xu Y.L., Miao Z.G., Preparation, Characterization and Adsorption Properties of Chitosan Nanoparticles For Eosin Y as a Model Anionic Dye, Journal of Hazardous Materials, 153: 152-156 (2008).
[22] Hosseini F., Sadighian S., Hosseini-Monfared H., Mahmoodi N.M., Dye Removal and Kinetics of Adsorption by Magnetic Chitosan Nanoparticles, Desalination and Water Treatment, 57: 24378-24386 (2016).
[23] Wang Y., Zhang Y., Hou C., Liu M., Mussel-Inspired Synthesis of Magnetic Polydopamine–Chitosan Nanoparticles as Biosorbent for Dyes and Metals Removal, Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers, 61: 292-298 (2016).
[24] de Oliveira D.G., Peixoto L.P., Sánchez-Cortés S., Andrade G.F., Chitosan-Based Improved Stability of Gold Nanoparticles for the Study of Adsorption of Dyes Using SERS, Vibrational Spectroscopy, 87: 8-13 (2016).
[25] Salehi E., Daraei P., Shamsabadi A.A., A Review on Chitosan-Based Adsorptive Membranes, Carbohydrate Polymers, 152: 419-432 (2016).

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار