بخشی از مقاله
چکیده:
در این تحقیق از نانو ذرات گرافیت به عنوان جاذب استفاده شد. که گرافیت مورد نظر توسط آسیای ماهوارهای به ابعاد نانو تبدیل شد. پارامترهای pH، مقدار جاذب، غلظت و دما در زمانهای مختلف صفر تا 90 دقیقه مورد بررسی قرار گرفتند. که مقدار بهینهای از هرکدام بدست آمد. فرآیند جذب رنگزای متیلن بلو توسط ایزوترمهای جذب لانگمویر، فروندلیچ و تمکین مورد بررسی قرار گرفتند که با توجه به نتایج از ایزوترم فروندلیچ پیروی میکند. سینتیک واکنش با مدلهای شبه مرتبه اول، شبه مرتبه دوم و درون ذرهای مطابقت داده شد که در نهایت این واکنش با مدل سینتیکی شبه مرتبه دوم تطبیق داشت. مقدار جذب این رنگزا در ppm 2 و 0/4 گرم جاذب 83/44 درصد میباشد. و واکنش از نظر ترمودینامیکی غیر خودبخودی و همچنین گرماگیر میباشد.
-1 مقدمه:
هوا، آب و خاک به عنوان سه فاکتور اصلی سازنده محیط زیست پیرامون ما، به دلیل اهمیتی که در حیات موجودات زنده به ویژه انسان دارند، همواره مورد توجه بوده و بررسی مخاطرات و آلودگیهای پدید آمده در آنها جایگاه خاصی در مطالعات و تحقیقات دانشمندان و پژوهشگران داشته است .[1] اهمیت حفاظت محیط زیست در جوامع امروزی امری است بدیهی، بدون شک اقدام و اجرای هرگونه برنامه نیاز به دانش کافی و شناخت لازم از محیط زیست و آلایندههای آن دارد.
[2] برای جلوگیری از بروز فاجعه طبیعی و انسانی، باید از ورود آلایندهها به محیط زیست جلوگیری کرد و در صورت ورود این آلاینده ها به محیط زیست، باید آنها را با یکی از روشهای مرسوم، ارزان و با بازده بالا - مانند جاذبها، استفاده از فناوری نانو،گیاه پالایی و.... - حذف کرد. گرافیت یکی از آلوتروپ های کربن است که به جهت نرم بودن و رنگ سیاهش در ساخت نوک مداد مورد استفاده قرار میگیرد. گرافیت برخلاف الماس هادی الکتریکی و پایدارترین شکل کربن در شرایط استاندارد است. گرافیت ساختار لایه-لایه داشته و از قرار گرفتن 6 اتم کربن به صورت 6 ضلعی منظم پدید آمده است.
-2 مواد و وسایل:
گرافیت از یک ساختار شش وجهی با اتمهای کربنی که در یک پیکربندی با پیوندهای هیبرید شده sp2 منظم شده-اند، تشکیل شده است. این ترتیب اتمی منجر به تشکیل صفحات لایهای یا ورقههای - Sheet - گرافن با فاصلهی 3/354 آنگستروم شده است 4]و.[3 گرافیت مورد استفاده در این تحقیق از معدن گرافیت همدان تهیه و برای خردایش آن از آسیای ماهوارهای استفاده شده است. رنگزای استفاده شده متیلن بلو میباشد که ترکیب شیمیایی آن در شکل 1 نشان داده شده است. برای تنظیم pH از اسید هیدروکلریدریک و سود و از همزن مغناطیسی برای هم زدن و تنظیم دما و برای جداسازی ذرات معلق از سانتریفیوژ یونیورسال مدل PIT-320 استفاده شده است. برای تعیین مقدار جذب رنگزا توسط جاذب، از اسپکتروفوتومتر مدل Unico UV-2100 استفاده شد.
-3 بخش تجربی:
-3-1 روش آزمایش:
برای آماده سازی محلول ابتدا یک محلول ppm 100 از رنگ درست کرده و سپس غلظتهای مورد نظر را از آن جدا میکنیم. برای حذف رنگ متیلن بلو یک محلول ppm 10 از این رنگ در 75 سیسی تهیه شد. به این صورت که 7/5 سیسی از محلول مادر - - ppm 100 با پیپت جدا کرده و به حجم 75 سیسی با آب مقطر رساندیم. پارامترهای pH، مقدار جاذب، غلظت و دما به ترتیب در زمانهای مختلف و در دمای آزمایشگاه مورد بررسی قرار گرفتند. در نهایت برای هر پارامتر یک مقدار بهینه بدست آمد که در آن مقدار بیشترین مقدار حذف رنگزا صورت گرفته بود.
-3-1-1 تاثیر pH بر حذف رنگزای متیلن بلو:
برای بررسی جذب سطحی 4 پارامتر pH، جرم جاذب، مقدار آلاینده و دما مورد بررسی قرار گرفت. که برای بالا بردن راندمان جذب باید پارامترهای ذکر شده در حالت بهینه باشند. در ابتدا پارامتر pH در غلظت محلول ppm 10 و 0,2 گرم جاذب مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش در pHهای مختلف انجام شد که در نتیجه 7/5 pH به عنوان مقدار بهینه ثبت شد - شکل . - 2
