بررسی تأثیر عوامل متفاوت فیزیکی- شیمیایی بر مکانیسم جذب بلور ویوله با استفاده از نانولوله‌های کربنی گرافن‌اکسید و امکان بازیافت مجدد آن‌ها

نویسندگان

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

2 - استادیار، گروه محیط‌زیست، دانشکده علوم و فنون دریایی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال، تهران، ایران

3 دانشکده علوم و فنون دریایی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال، تهران، ایران

4 گروه شیمی، دانشگاه پیام نور مرکز سقز، سقز، ایران

چکیده

در این پژوهش از نانو ساختارهای کربنی به‌عنوان جاذب استفاده شده است. به این منظور گرافن‌اکسید به روش هامر ساخته شد، و اکسیداسیون گرافیت و لایه‌لایه شدن آن به‌وسیله پرمنگنات پتاسیم در حضور اسیدسولفوریک (همراه با تری متوکسی‌سیلان) اصلاح شد. همچنین، نانولوله‌های کربنی چندجداره توسط گروه‌های کربوکسیلی با حضور اسیدکلروسولفونیک و پیریدین در حمام یخ مخلوط شده و عامل‌دار شدند. سپس با استفاده از آنالیزهای FT-IR و SEM شناسایی شده و برای حذف ماده رنگی بلور ویوله از محلول آبی، مورد بررسی قرار گرفت. سپس تأثیر پارامترهای pH، مقدار اولیه‌ی جاذب و غلظت اولیه‌ی آنالیت در فرایند جذب بررسی شد. داده‌های به دست آمده با مدل‌های متفاوت سینتیکی و هم‌دماهای متفاوت تطبیق داده شده و در هر مورد، پارامترهای معادله مربوطه گزارش شد. همچنین، قدرت بازیافت جاذب سنتز شده و قابلیت استفاده‌ی مجدد از آن نیز بررسی شد. نتیجه‌ها بیانگر آن است که، جاذب نانولوله کربنی اصلاح شده با اسیدسولفونیک دارای کارایی بهتری نسبت به جاذب گرافن‌اکسید اصلاح شده با اسیدسولفونیک است.

کلیدواژه‌ها


 
[1]               K. Critchell, A. Bauer-Civiello, C. Benham, K. Berry, L. Eagle, M. Hamann, K. Hussey, T. Ridgway, Plastic Pollution in the Coastal Environment: Current Challenges and Future Solutions, Coasts and Estuaries, Elsevier, 579, 595-609, 2019.
[2]        E.E. Ebrahiem, M.N. Al-Maghrabi, and A.R. Mobarki, Removal of organic pollutants from industrial wastewater by applying photo-Fenton oxidation technology. Arabian Journal of Chemistry, 103, 15-27, 2013.
[3]        M. Luan, et al., Treatment of refractory organic pollutants in industrial wastewater by wet air oxidation. Arabian Journal of Chemistry, 89, 5-63, 2012.
[4]        S. Kumar, C. Terashima, A. Fujishima, V. Krishnan, S. Pitchaimuthu, Photocatalytic Degradation of Organic Pollutants in Water Using Graphene Oxide Composite, A New Generation Material Graphene: Applications in Water Technology, 402, 413-438, 2019.
[5]        J. Xiao, Y. Xie, and H. Cao, Organic pollutants removal in wastewater by heterogeneous photocatalytic ozonation. Chemosphere, 121, 1-17, 2015.
[6]        Z. Yang, et al, Magnetic nanomaterial derived from graphene oxide/layered double hydroxide hybrid for efficient removal of methyl orange from aqueous solution. Journal of colloid and interface science, 408, 25-32, 2013.
[7]        J.A. González, et al., Development of a chitin/graphene oxide hybrid composite for the removal of pollutant dyes: Adsorption and desorption study. Chemical Engineering Journal, 280, 41-48, 2015.
[8]        Z. Wu, et al., Adsorptive removal of methylene blue by rhamnolipid-functionalized graphene oxide from wastewater. water research, 67, 330-344, 2014.
[9]        T.-D. Nguyen-Phan, et al., Reduced graphene oxide–titanate hybrids: morphologic evolution by alkali-solvothermal treatment and applications in water purification. Applied Surface Science, 258, 4551-4557, 2012.
[10]      A. Tayyebi, et al., Synthesis and characterization of ultrasound assisted “graphene oxide–magnetite” hybrid, and investigation of its adsorption properties for Sr (II) and Co (II) ions. Applied Surface Science, 353, 350-362, 2015.
[11]      L.-Z. Bai, et al., Inductive heating property of graphene oxide–Fe 3 O 4 nanoparticles hybrid in an AC magnetic field for localized hyperthermia. Materials letters, 204, 399-401, 2017.
[12]      H. Abdolmohammad-Zadeh, and Z. Talleb, Magnetic solid phase extraction of gemfibrozil from human serum and pharmaceutical wastewater samples utilizing a β-cyclodextrin grafted graphene oxide-magnetite nano-hybrid. Talanta, 134, 387-393, 2015.
[13]      Y. Gao, et al., Graphene oxide-based magnetic fluorescent hybrids for drug delivery and cellular imaging. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 112, 128-133, 2013.
 [14] Kh. Hartani, et al., Studies of the adsorptive decoloration of aqueous solutions by MDFSD. Arabian Journal of Chemistry, Volume 9, Supplement 1, September 2016, Pages S73-S78.
 [15] Bürger, R. F., Concha, F.M. Tiller, Applications of the phenomenological theory to several published experimental cases of sedimentation processes. Chem. Eng. J., 80 (1–3), 2000, pp. 105–117.