بخشی از مقاله
چکیده
جذب سطحی رنگ زرد آلیزارین - AY - توسط گرافن اکسید و گرافن اکسید اصلاح شده در محلول هاي آبی بررسی شد. . از اکسید آلومینیوم براي تهیه نمونه گرافن اکسید اصلاح استفاده شد. گرافن اکسید و گرافن اکسید اصلاح شده تهیه شده توسطSEM و FTIR شناسایی شد.. طیف FTIR تشکیل آلومینوم را روي گرافن را تایید کرد. تصاویر SEM آگلومر شدن نمونه را نشان داد. گرافن اکسید و گرافن اکسید اصلاح شده تهیه شده می تواند براي حذف رنگ در آب استفاده شود. اثر عوامل تجربی مختلف نظیر pH، زمان تماس نمونه جاذب و رنگ، وزن جاذب و دما در میزان حذف رنگ زردآلیزارین بررسی شد. بیش ترین در صد حذف رنگ در pH 2 و در زمان تماس 15 دقیقه صورت می گیرد. افزایش غلظت نمونه رنگ باعث کاهش راندمان حذف رنگ می گردد.
-1 مقدمه
پساب صنایع مختلف به ویژه صنایع نساجی به دلیل حضور رنگینه هاي مختلف بسیار الوده می باشند و طی سال هاي اخیر تعداد مراکزي که پساب هاي خود را به شبکه هاي فاضلاب شهري تخلیه می کنند افزایش یافته است. رنگ هاي سنتزي آلی به طور وسیعی در صنایع نساجی، کاغذ سازي و صنایع غذایی استفاده می شوند. با توجه به اثرات سمی ناشی از حضور این رنگ ها حتی با غلظت کم، روش هاي تصفیه معمول بایستی بهبود یابد. یکی از رنگ هاي مورد استفاده در صنایع به خصوص صنایع نساجی، رنگ هاي آزو می باشند. تصفیه پسابهاي صنعتی به روشهاي سنتی دیگر جوابگوي حذف ناخالصیها نمی باشد.
روشهاي تصفیه پساب از قبیل تصفیه بیولوژیکی ، تصفیه فیزیکی وروشهاي شیمیائی از قبیل لخته سازي، شناور سازي ، اکسایش الکتروشیمیائی ویا توسط کربن فعال و مواد جاذب ، اسمز معکوس ، ازن و پروسه هاي اکسایش و کاهش تماماً تکنیکهائی است که میتوان براي تصفیه پسابهاي نساجی استفاده نمود .[3-1] استفاده از جاذب ها، نیز روشی مناسب و ساده و مقرون به صرفه می باشد .[7-4]
گرافیت یکی از آلوتروپ های کربن است. یکی از راه های تولید گرافن این است که اینقدر لایه های گرافیت را از هم دور کنیم تا به گرافن تبدیل شود. - ورقه ورقه کردن گرافیت - . گرافن
ورقه ای دو بعدی - ٢ - D از اتم های کربن در یک پیکربندی شش ضلعی - لانه زنبوری - می باشد که اتم ها با هیبرید SP٢ به هم متصل شده اند.. گرافن جدید ترین عضو خانواده مواد کربنی گرافیتی چند بعدی می باشد، که شامل فولرن به عنوان نانوماده ی صفر بعدی - ٠ - D، نانولوله های کربنی به عنوان نانوماده ی یک بعدی - ١ - D و گرافیت به عنوان یک ماده سه بعدی - ٣ - D می باشد.
گرافن به علت داشتن خواص فوق العاده در رسانایی الکتریکی و رسانایی گرمایی، چگالی بالا و تحرک پذیری حاملهای بار، رسانندگی اپتیکی و خواص مکانیکی به مادهای منحصربفرد تبدیل شده است. این سامانه جدید حالت جامد به واسطه این خواص فوق العاده به عنوان کاندید بسیار مناسب برای جایگزینی سیلیکان در نسل بعدی قطعههای فوتونیکی و الکترونیکی در نظر گرفته شده است.
گرافن بهدلیل داشتن ویژگیهاي عالی مکانیکی، الکتریکی، دمایی، اُپتیکی، مساحت سطحی بسیار بالا، و امکان کنترل تمام این ویژگیها از طریق عاملدار کردن شیمیایی، مورد توجه دانشمندان قرار دارد. روشهاي مختلفی براي تولید گرافن و مشتقات شیمیایی آن از گرافیت و مشتقاتش وجود دارد که هر یک مزایا و معایبی دارند. در این مقاله، استفاده از سوسپانسیونهاي کلوئیدي براي تولید مواد جدید متشکل از گرافن و مشتقات شیمیایی آنها را مرور خواهیم کرد. هدف از این تحقیق بررسی فابلیت گرافن اکسید و گرافن اکسید اصلاح شده براي حذف رنگ زدآلیزارین از محلول هاي آبی می باشد.
-2 مواد و روش
رنگ زرد آلیزارین - شرکت - Merck به عنوان مدل آلوده کننده در این کار استفاده شد. این رنگ داراي فرمول مولکولی C13H8N3NaO5 - Na salt - و وزن فرمولی 309.21 g mol−1 و C.I. 14030 می باشد. این رنگ بدون خالص سازی مورد استفاده قرار گرفت. ساختار این رنگ در شکل 1 نشان داده شده است. محلول با غلظت 1000 تهیه، سپس رنگ با غلظت هاي مورد نیاز ، روزانه رقیق و تهیه شد. از آب مقطر در انجام آزمایشات استفاده شد. براي انجام پروژه و تعیین غلظت رنگ از دستگاه اسپکتروفتو متر UV- VIS شیمادزو مدل 16 - A ژاپن با سل 1 سانتیمتري کوارتز استفاده شد.جهت تنظیم اسیدیته محلول ها از دستگاه pH متر - Horiba M- 12 - و محلولهاي 1مولار سود و هیدروکلریک اسید استفاده شد.
براي ثابت نگه داشتن و تنظیم دما از ترموستات و براي به هم زدن نمونه هاي جاذب و رنگ از دستگاه شیکر استفاده شد. درصد کاهش جذب هر یک از نمونه ها یا به عبارت دیگر راندمان تصفیه و کاهش رنگ براي نمونه هاي رنگ را توسط جذب بر روي جاذب مشخص نموده یعنی با استفاده از روش اسپکتروفتومتري و اندازه گیري میزان جذب نمونه ها قبل و بعد از جذب توسط جاذب، راندمان تصفیه مشخص و پارامترهاي مؤثر در عمل کاهش رنگ و یا شریط بهینه جذب رنگ و عمل تصفیه توسط جاذب نظیر pH، درجه حرارت، زمان تماس و غلظت رنگ مشخص می گردد.
از گرافیت براي سنتز گرافن اکسید استفاده شد .[8]
-3 بحث و نتایج
-1-3 خصوصیات جاذب
طیف .FTIR نمونه هاي گرافن اکسید و گرافن اکسید اصلاح شده در شکل 2 نشان داده شده است. همان گونه که از شکل مشاهده می شود فرکانس کششی مربوط به گروه OH در هر دو طیف از نمونه هاي گرافن اکسید و گرافن اکسید اصلاح شده در ناحیه 3450-3300 cm-1 مشاهده می شود. حضور آلومینیوم روي سطح گرافن در فرکانش کششی 612 cm-1 مشخص می شود. باند مشاهده شده در1743 cm-1 و 1720cm-1 مربوط به فرکانس کششی C= O در دو نمونه گرافن اکسید و گرافن اکسید اصلاح شده می باشد.
