نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران

نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران

حذف رنگ متیلن‌بلو از محلول آبی با استفاده از نانوکامپوزیت پلیمر هادی بر پایه 2-آمینوفنول و طارونه‌ نخل

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان
گروه شیمی، واحد لامرد، دانشگاه آزاد اسلامی، لامرد، ایران
چکیده
جاذب‌های مبتنی بر کامپوزیت‌های پلیمری به دلیل کاربردهای متنوع و بالقوه که دارند، از اهمیت بالایی برخوردارند. امروزه استفاده از پلیمرهای طبیعی در کامپوزیت‌ها، به‌دلیل زیست‌تخریب‌پذیر بودن مورد توجه قرار گرفته‎ است. در این پژوهش، جاذب بر پایه کامپوزیت 2-آمینوفنول حاوی طارونه نخل با الهام از طبیعت برای حذف رنگ متیلن بلو (MB) از محلول آبی استفاده شد. جهت تعیین مشخصات ساختاری این پلیمر و نانوکامپوزیت، از تکنیک‌های تبدیل فوریه فروسرخ (FTIR) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) استفاده شد. اثر پارامترهای مختلف مانند pH، مقدار جاذب، ترکیب درصد نانوکامپوزیت، زمان تماس و غلظت رنگ اولیه برروی فرایند حذف رنگ متیلن بلو مورد بررسی قرار گرفت و نتایج به ترتیب 10، 05/0 گرم، 40% و30 دقیقه در جذب متیلن‌بلو توسط این نانو کامپوزیت بدست آمد. ایزوترم‌های جذب (لانگمویر و فرندلیچ) مورد بررسی قرار گرفت و مشخص شد با مدل فروندلیچ بهترین همخوانی را دارد. همچنین بررسی‌های سینتیکی (مدل‌های سینتیکی مرتبه اول، مرتبه دوم، نفوذ درون ذره‌ای و ریچی) نشان داد که با مدل سینتیکی شبه درجه دوم هماهنگی بهتری دارد. بر اساس نتایج، این جاذب نانوکامپوزیتی، می‌تواند پتانسیل قابل توجهی برای حذف رنگ‌ها داشته باشد.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Althomali R H., Alamry K A., Hussein M A., Tay G S., Versatile Applications of  Biopolymer Nanocomposites: A Review, ChemistrySelect, 7(31): e202200843 (2022).
[2] Motakef K N., Asadi A., 'Methylene Blue Adsorption from Aqueous Solution Using Zn2(Bdc)2(Dabco) Metal-Organic Framework and Its Polyurethane Nanocomposite'Iranian Journal of Chemistry and Chemical Engineering, 41(12): 4026-4038 (2022).
[3] Wawrzkiewicz M., Wiśniewska M., Wołowicz A., Gun’ko VM., Zarko VI., Mixed Silica-Alumina Oxide as Sorbent for Dyes and Metal Ions Removal from Aqueous Solutions and Wastewaters, Microporous Mesoporous Mater, 250: 128-147 (2017).
[4] Madrakian T., Afkhami A., Mahmood-Kashani H., Ahmadi M., Adsorption of Some Cationic and Anionic Dyes on Magnetite Nanoparticles-Modified Activated Carbon from Aqueous Solutions: Equilibrium and Kinetics Study, J Iran Chem Soc, 10(3): 481-489 (2013).
[6] Pai S., Kini M.S., Selvaraj R., A Review on Adsorptive Removal of Dyes from Wastewater by Hydroxyapatite Nanocomposites, ESPR, 28: 11835–11849 (2021).
[7] Yagub M.T., Sen T.K., Afroze S., Ang H.M., Dye and Its Removal from Aqueous Solution by Adsorption: A Review, Adv Colloid Interface Sci, 209: 172-184 (2014).
[8] Peng L., Qin P., Lei M., Zeng Q., Song H., Yang J., Shao J., Liao B., Modifying Fe3O4 Nanoparticles with Humic Acid for Removal of Rhodamine B in Water, J Hazard Mater, 209: 193-198 (2012).
[9] Adeyemo A.A., Adeoye I., Adeoye O.S., Adsorption of Dyes Using Different Types of Clay: A Review, Appl. Water Sci, 7: 543–568 (2017).
[10] Nur Heybet E., Ugraskan V., Isik B., Yazıcı O., Adsorption of Methylene Blue Dye on Sodium Alginate/Polypyrrole Nanotube Composites, International Journal of Biological Macromolecules, 193: 88-99 (2021).
[11] Soleimani S., Heydari A., Fattahi M., Motamedisade A., Calcium Alginate Hydrogels Reinforced with Cellulose Nanocrystals for Methylene Blue Adsorption: Synthesis, Characterization, and Modelling, Industrial Crops and Products, 192: 115999 (2023).
[12] Hidayat E., Yonemura S., Mitoma Y., Harada H., Methylene Blue Removal by Chitosan CrossLinked Zeolite from Aqueous Solution and Other Ion Effects: Isotherm, Kinetic, and Desorption Studies, Adsorption Science & Technology, 2022: 1853758 (2022).
[13] Minisy I.M., Salahuddin N., Ayad M.M., Adsorption of Methylene Blue onto Chitosan– Montmorillonite/Polyaniline Nanocomposite, Applied Clay, 203: 105993 (2021).
[14] El-Kousy S.M., El-Shorbagy H.G., Abd El-Ghaffar M.A., Chitosan/Montmorillonite Composites for Fast Removal of Methylene Blue from Aqueous Solutions, Materials Chemistry and Physics, 254: 123236 (2020).
[15] Sharma K., Sharma S., Sharma V., Kumar Mishra P., Ekielski A., Sharma V., Kumar V., Methylene Blue Dye Adsorption from Wastewater Using Hydroxyapatite/Gold Nanocomposite: Kinetic and Thermodynamics Studies, Nanomaterials, 11(6): 1403 (2021).
[16] Liang H., Hu X., Preparation of Magnetic Cellulose Nanocrystal-Modified Diatomite for Removal of Methylene Blue from Aqueous Solutions, Iran. J. Chem. Chem. Eng. (IJCCE), 41(3): 787-798 (2022).
[17] Moosavi S., Lai C.W., Gan S., Zamiri G., Akbarzadeh Pivehzhani O., Johan M.R., Application of Efficient Magnetic Particles and Activated Carbon for Dye Removal from Wastewater, ACS Omega, 5(33): 20684-20697 (2020).
[18] عزیزی فرد، افرا؛ معتکف کاظمی، نگار، نانوکامپوزیت کیتوزان حاوی مونت موریلونیت و پوسته تخم مرغ برای حذف رنگ متیلن بلو از محلول آب، انتشارات شیمی و مهندسی شیمی ایران، 43(2): 163-174 (1404).
[19] زارع، محمد علی؛ عمادی، معصومه؛ ایرانپور، مریم؛ بازرگان لاری، رضا، ، بررسی حذف رنگ متیلن بلو از آب های آلوده توسط کاکل ذرت به عنوان یک بیو جاذب ارزان قیمت، مجله مواد نوین، 4(4): 81-98 (1393).
[20] چگنی، مهدیه؛ یوسفوند، حدیث، بررسی تخریب متیلن بلو از محلول های آبی با استفاده از نانوکامپوزیت پرلیت-کبالت اکسید-گرافن اکسید کاهش یافته, نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران، 40(4): 43-54 (1400).
[21] نظری‌فر، محمدرضا؛ راه‌پیما قاسم؛ خضری جلیل، سنتز مشتقات بنزیلیدین بیس(۴-هیدروکسی کومارین) با استفاده از نانوکامپوزیت پلیمری، نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران، 40(1): 53-45، (1399).
[23] Cem Bicak T., Soylemez S., Buber E., Toppare L., Yagci Y., Poly(o-Aminophenol) Prepared by Cu(ii) Catalyzed Air Oxidation and Its Use As a bio-Sensing Architecture, Polymer Chemistry, 8: 3881-3888 (2017).
[24] Nyström J., Rapid Measurements of the Content of Biofuel, Thesis of Mälardalen University Press Dissertations, 1651-4238 (2006).
[25] گلبابایی، فریده؛ قهری، اصغر؛ صعودی، محمدرضا؛ رحیمی فروشانی، عباس؛ تیرگر، آرام، مطالعه‌های تعادل و سینتیک جذب زیستی کروم شش ظرفیتی از محلول‌های آبی با استفاده از دانه‌های پلیمر زانتانB82،نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران، 30(2): 11-24 ( 1390).
[26] ربی، امیر؛ داداشیان، فاطمه؛ سلیمانی، منصوره، حذف رنگ‌زای متیلن‌بلو با استفاده از الیاف کربن فعال بر پایه اکریلیک با کارایی بالا. مجله آب و فاضلاب، 31(5): 129-139 (1399).
[27] انصاری, رضا؛ محمدپورتسیه، امیر؛ رسولی گرمارودی، اسماعیل؛ کرمانیان، حسین. حذف رنگینه متیلن بلو توسط خاک اره پوشش دهی شده با نانوذرات منیزیم اکسید. شیمى کاربردى روز، 13(46): 219-238 (1397).
[28] بختی، سپیده؛ نجف پور، علی اصغر؛ قادری فر، شیوا؛ احمدی، الهه، حذف رنگ متیلن بلو از پساب صنایع نساجی با استفاده از هسته و میوه زیتون تلخ. همایش دانشجویان تحصیلات تکمیلی (1394).
[29] رماوندی، بهمن؛ لیلی، مصطفی، ارزیابی کارایی کربن فعال تهیه شده از هسته خرما در حذف رنگ متیلن بلو از محلول‌های آبی، مجله دانشگاه علوم پزشکی سبزوار، 21(3): 502-513 ( 1393).
[30]  Keivani M.B., Zare K., Aghaie H., and Ansari R., Removal of Methylene Blue Dye by Application of Polyaniline Nano Composite from Aqueous Solutions . Journal of Physical and Theoretical Chemistry. 6(1): 50-56 (2009).
[31] Bhattacharyya K.G., Sharma A., Kinetics and Thermodynamics of Methylene Blue Adsorption on Neem (Azadirachta indica) leaf Powder. Journal Dye and Pigment, 51-65 (2005).
[32] Ansari R., Mosayebzadeh Z., Removal and Basic Dye Methylene Blue from Aqueous Solutions Using Sawdust and Sawdust Coated with Polypyrrole. Journal of the iranian chemical society.7(2): 339-35 (2010).
[34] غنی زاده، قادر؛ عسگری، قربان، حذف رنگ متیلن بلواز فاضلاب سنتتیک با استفاده از خاکستر استخوان، سلامت و محیط زیست،  ۲(۲): ۱۰۴-۱۱۳(1388).