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


[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[email protected] 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).
[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).