بخشی از مقاله
حذف رنگ بريليانت گرين با استفاده از نانو ذره نقره تثبيت شده برروي کربن فعال : بررسي هاي سنيتکي و ايزوترم تعادلي فرايند حذف
چکيده
اين مقاله به مطالعه ي رفتار جذبي رنگ بريليانت گرين به وسليه ي نانو ذره ي نقره ثبيت شده بر روي کربن فعال مي پـردازد. امـروزه استفاده از رنگ بريليانت گرين به دليل پاره اي از دلايل ممنوع شده است . در نتيجه در اينجا از نانو نقره براي حذف آن اسـتفاده شـده است . تصاويري که از ابزار هاي FESEM و UV-Vis و XRD براي نانو نقره سنتز شده بدست آمده ، در بررسي خصوصيات جاذب مورد استفاده قرار گرفته است .
براي بررسي مطالعات جذب عوامل بنيادي مانند: pH محلول، زمان تماس، مقدار جاذب،و غيره مورد مطالعه قرار گرفته است . بـه قصـد تفسير فرايند جذب، مدل هاي سنتيکي و ايزوترم تعادلي بررسي شد که فرايند جذب به خوبي با مدل لانگموير تناسـب داشـت . جـذب رنگ همچنين از مدل سنتيک درجه دوم پيروي ميکرد.
واژه هاي کليدي: جذب، مالاکيت گرين ، جاذب نانو نقره تثبيت شده بر روي کربن فعال، سنتيک جذب، ايزوترم
مقدمه
رنگ هاي تري فنيل از عمده ترين رنگ هـاي کـاتيوني مي باشند. رنگ و خواص ترکيب بسـتگي بـه نـوع و تعـداد آکسوکرومهايي از قبيل آريل آلکيل ، آريـل يـا آلکيـل مـي باشد. نمونه اي از اين رنگ بريليانت گرين است . ايـن رنـگ براي رنگرزي پشم ، ابريشم ، پنبه دندانه دار شده با تانن به کار مي روند. هنگامي که رنگ به وسيله ي انسان استنشاق شود باعث ايجاد سرطان مي شود. در اثر تمـاس بـا پوسـت باعث ايجاد سوزش و خارش مي شـود بنـابراين اسـتفاده از آن قدغن شد. در نتيجه در اينجا از نانو نقره براي حذف آن اســتفاده شــده اســت زيــرا داراي خصوصــيات فيزيــک و شيميايي جالبي است . عوامل بنيادي جـذب رنـگ بـر روي اين جاذب در اينجا بررسي شده است . [١-٣]
بخش تجربي
الف )مواد و دستگاه ها رنگ بريليانت گرين ، بافر٤و ٧ از شرکت مرک خريـداري شدند. Hcl و NaOH براي تنظيم مقدار pH استفاده شدند. اسپکتروفتومتر مرئي -ماوراءبنفش جاسکو١ ساخت کشور ژاپن مدل ٥٧٠-V و PH متر مدل ٦٩٢ بود.
ب)تهيه ي نانو ذره نقره
ابتدا محلول٠.١مولار نيترات نقـره بـه ١٠٠ ميلـي ليتـر محلول آبي شامل ٠.١٥ درصد وزني وزنـي نشاسـته قابـل حل در آب اضافه شد. واکنش در محيط آبي تحت نيتروژن است . pH محلول روي ٨ تنظـيم شـد. بعـد از يـک سـاعت محلول به رنـگ زرد تبـديل شـد کـه نشـان شـکل گيـري ابتدايي نانو ذره ي نقره است .
ج)روش کار
اين روش يک روش آزمايشگاهي است آزمايشات در يک سري ظروف شيشـه اي صـورت گرفتـه اسـت . بـراي تهيـه محلول استاندارد رنگ ، مقدار لازم از رنگ بريليانـت گـرين در مقداري آب مقطر حـل گرديـد و در بـالون ژوژهي ١٠٠ ميلي ليتري با آب بـه حجـم رسـانده شـد و بـدين ترتيـب محلول استاندارد ١٠ ميلي گرم بر ليتر از رنگ تهيـه شـدند.
طول موج ماکزيمم جذب بريليانت گرين اطـراف ٦١٧ نـانو متر مي باشد .محلولهاي رنگ با pH هاي مختلـف تهيـه و سپس کليه ي پارامترها بر روي آن بررسي شد.
نتايج و بحث
الف )نانو ذره ي نقره طيف جذبي UV-Vis نانو نقـره در زمـان هـاي متفـاوت بررسي شده است .
XRD نانو ذره ي نقره نشان مي دهد که پيک ها در زاويه هاي ٣٨.١٧٢ درجه ، ٤٤.٢١ درجه ، ٦٤.٣٢ درجه و٧٧.١٢ درجه که منطبق بر سطوح کريستالي ١١١و٢٠٠ و٢٢٠و ٣١١نشان دهنده ي شبکه ي مکعبي نانو ذرات نقره است . اندازه ي نانو ذره ٥٥ نانومتر مي باشد.
تصوير FESEM نانو ذرات نقره نشان مي دهد که نانو ذرات نقره تقريبا کروي و داراي توزيع اندازه ي ذرات کاملا متحد الشکل هستند
ب)مطالعات جذب
اثر زمان تماس :با افزايش شيب غلظتي بين جذب شـونده و جاذب حداکثر حذف با وجود جايگاه هاهاي خـالي و اشـغال نشده در مراحل اوليه انجام مي شود و جذب ابتـدا سـريع و سپس آهسته مي شود.نتايج در شکل ٤ امده است .
اثر pH: شکل ٥ اين اثر را نشان مي دهد. مشاهده مي شود با افزايش pH اوليه محلول رنگ در صد حذف افزايش مي يابد.
اثر مقدار جاذب :
اثر مقـدار جـاذب در شـکل ٦ نشـان داده شـده اسـت . بـا افزايش مقدار جاذب تـا مقـدار بهينـه بـراي غلظـت رنـگ جايگاه هاي جذبي خالي بيشتري در دسترس وجـود دارد و جذب افزايش مي يابد و سپس ثابت مي ماند. (٠.٠٣ گرم)
حذف رنگ بريليانت گرين با استفاده از نانو ذره نقره تثبيت شده برروي کربن فعال : بررسي هاي سنيتکي و ايزوترم تعادلي فرايند حذف
چکيده
اين مقاله به مطالعه ي رفتار جذبي رنگ بريليانت گرين به وسليه ي نانو ذره ي نقره ثبيت شده بر روي کربن فعال مي پـردازد. امـروزه استفاده از رنگ بريليانت گرين به دليل پاره اي از دلايل ممنوع شده است . در نتيجه در اينجا از نانو نقره براي حذف آن اسـتفاده شـده است . تصاويري که از ابزار هاي FESEM و UV-Vis و XRD براي نانو نقره سنتز شده بدست آمده ، در بررسي خصوصيات جاذب مورد استفاده قرار گرفته است .
براي بررسي مطالعات جذب عوامل بنيادي مانند: pH محلول، زمان تماس، مقدار جاذب،و غيره مورد مطالعه قرار گرفته است . بـه قصـد تفسير فرايند جذب، مدل هاي سنتيکي و ايزوترم تعادلي بررسي شد که فرايند جذب به خوبي با مدل لانگموير تناسـب داشـت . جـذب رنگ همچنين از مدل سنتيک درجه دوم پيروي ميکرد.
واژه هاي کليدي: جذب، مالاکيت گرين ، جاذب نانو نقره تثبيت شده بر روي کربن فعال، سنتيک جذب، ايزوترم
مقدمه
رنگ هاي تري فنيل از عمده ترين رنگ هـاي کـاتيوني مي باشند. رنگ و خواص ترکيب بسـتگي بـه نـوع و تعـداد آکسوکرومهايي از قبيل آريل آلکيل ، آريـل يـا آلکيـل مـي باشد. نمونه اي از اين رنگ بريليانت گرين است . ايـن رنـگ براي رنگرزي پشم ، ابريشم ، پنبه دندانه دار شده با تانن به کار مي روند. هنگامي که رنگ به وسيله ي انسان استنشاق شود باعث ايجاد سرطان مي شود. در اثر تمـاس بـا پوسـت باعث ايجاد سوزش و خارش مي شـود بنـابراين اسـتفاده از آن قدغن شد. در نتيجه در اينجا از نانو نقره براي حذف آن اســتفاده شــده اســت زيــرا داراي خصوصــيات فيزيــک و شيميايي جالبي است . عوامل بنيادي جـذب رنـگ بـر روي اين جاذب در اينجا بررسي شده است . [١-٣]
بخش تجربي
الف )مواد و دستگاه ها رنگ بريليانت گرين ، بافر٤و ٧ از شرکت مرک خريـداري شدند. Hcl و NaOH براي تنظيم مقدار pH استفاده شدند. اسپکتروفتومتر مرئي -ماوراءبنفش جاسکو١ ساخت کشور ژاپن مدل ٥٧٠-V و PH متر مدل ٦٩٢ بود.
ب)تهيه ي نانو ذره نقره
ابتدا محلول٠.١مولار نيترات نقـره بـه ١٠٠ ميلـي ليتـر محلول آبي شامل ٠.١٥ درصد وزني وزنـي نشاسـته قابـل حل در آب اضافه شد. واکنش در محيط آبي تحت نيتروژن است . pH محلول روي ٨ تنظـيم شـد. بعـد از يـک سـاعت محلول به رنـگ زرد تبـديل شـد کـه نشـان شـکل گيـري ابتدايي نانو ذره ي نقره است .
ج)روش کار
اين روش يک روش آزمايشگاهي است آزمايشات در يک سري ظروف شيشـه اي صـورت گرفتـه اسـت . بـراي تهيـه محلول استاندارد رنگ ، مقدار لازم از رنگ بريليانـت گـرين در مقداري آب مقطر حـل گرديـد و در بـالون ژوژهي ١٠٠ ميلي ليتري با آب بـه حجـم رسـانده شـد و بـدين ترتيـب محلول استاندارد ١٠ ميلي گرم بر ليتر از رنگ تهيـه شـدند.
طول موج ماکزيمم جذب بريليانت گرين اطـراف ٦١٧ نـانو متر مي باشد .محلولهاي رنگ با pH هاي مختلـف تهيـه و سپس کليه ي پارامترها بر روي آن بررسي شد.
نتايج و بحث
الف )نانو ذره ي نقره طيف جذبي UV-Vis نانو نقـره در زمـان هـاي متفـاوت بررسي شده است .
XRD نانو ذره ي نقره نشان مي دهد که پيک ها در زاويه هاي ٣٨.١٧٢ درجه ، ٤٤.٢١ درجه ، ٦٤.٣٢ درجه و٧٧.١٢ درجه که منطبق بر سطوح کريستالي ١١١و٢٠٠ و٢٢٠و ٣١١نشان دهنده ي شبکه ي مکعبي نانو ذرات نقره است . اندازه ي نانو ذره ٥٥ نانومتر مي باشد.
تصوير FESEM نانو ذرات نقره نشان مي دهد که نانو ذرات نقره تقريبا کروي و داراي توزيع اندازه ي ذرات کاملا متحد الشکل هستند
ب)مطالعات جذب
اثر زمان تماس :با افزايش شيب غلظتي بين جذب شـونده و جاذب حداکثر حذف با وجود جايگاه هاهاي خـالي و اشـغال نشده در مراحل اوليه انجام مي شود و جذب ابتـدا سـريع و سپس آهسته مي شود.نتايج در شکل ٤ امده است .
اثر pH: شکل ٥ اين اثر را نشان مي دهد. مشاهده مي شود با افزايش pH اوليه محلول رنگ در صد حذف افزايش مي يابد.
اثر مقدار جاذب :
اثر مقـدار جـاذب در شـکل ٦ نشـان داده شـده اسـت . بـا افزايش مقدار جاذب تـا مقـدار بهينـه بـراي غلظـت رنـگ جايگاه هاي جذبي خالي بيشتري در دسترس وجـود دارد و جذب افزايش مي يابد و سپس ثابت مي ماند. (٠.٠٣ گرم)
