بخشی از مقاله
حذف رنگزای قرمزکنگو ازمحلول آبی با استفاده از ، نانوذره های ZnO ونانوذره های نشانده شده روی نانو لوله کربنی.رنگ هایکی ازآلوده کننده های مهم آب میباشندکه درصنایع مختلف ازقبیل نساجی،رنگرزی،کاغذومواد پلاستیکی مورداستفاده قرارمی گیرند.. یکی ازروش ها فیزیکی _ شیمیایی است،که ساده ترین واقتصادی ترین روش برای حذف رنگ ازپساب ها می باشد.دراین پژوهش حذف قرمز کنگو بااستفاده از نانوذره هایZnO و نانوذره های نشانده شده روی نانولوله های کربنی انجام شد.نمونه هابااستفاده ازدستگاه اسپکتروفتومترUV-Visاندازه گیری شد.تاثیر پارامترهایی ازقبیلpH،دوزجاذب،زمان تماس،دما مورد مطالعه قرارگرفت. محدوده pH مطلوب برای حذف رنگ،برایهریک از جاذب هابرابر 2گزارش شد .این نتایج نشان داد که جاذب های تهیه شده ازنانوذرههایZnO نشاندهشده روی نانولوله کربنی می توانند به عنوان بهترین جاذب درتصفیه آب و پساب مورد استفاده قرارگیرند.
کلمات کلیدی: قرمز کنگو - - congo red ، نانوذره های .ZnO ، نانو لوله های کربنی ، جذب رنگ
.1 مقدمه
امروزه افزایش جمعیت ،جوامع بشری را سر در گریبان مشکلات متعددی ساخته که از راهکارهای رفع چنین مشکلاتی رشد صنعت و ماشینی شدن زندگی است.اگرچه در جوامع پیشرفته و صنعتی مردم آسان ترزندگی می کنند،از ارمغان صنعت که آلودگی آب ،فاضلاب و محیط زیست است در امان نیستند ورود کربن دی اکسید و ترکیبات آلی مختلف نظیر مواد آلی سولفیددار ،اکسیژن دار ،نیتروژن دار و رنگ به طبیعت سلامت موجودات زنده را شدیدا تهدید می کند.از این رو تخریب چنین آلاینده هایی از مهم ترین اهداف محققان در دهه اخیر قرار گرفته است.[ 1 ]تحقیقی که هم اکنون در دست شماست تلاشی است برای تخریب گونه ای از آلاینده های آلی که در پساب های صنعتی یافت می شود.رنگ قرمز کنگو ورود آن به چرخه طبیعت سلامت موجودات زنده را در معرض خطر قرار می دهد.
امید است این تحقیق گامی کوچک در رشد و بالندگی هر چه بیشتر کشور عزیزمان و محیط زیست جوامع بشری باشد.[ 2 ] تکنیک های متعددی برای حذف رنگ ها از فا ضلاب های صنعتی از قبیل انعقاد شیمیایی ،لخته شدنشیمیایی، فرآیندهای اکسایش پیشرفته مختلف، اوزونا سیون ،اولترافیلترا سیون پیشرفته میسلی و سطحی روی بنتونیت های مختلف و انواع مختلف نانو لوله کربنی و غیره وجود دارد .فرآیندهای سطحی برای حذف ر نگ ها از فا ضلاب های صنعتی کارایی بالاتری دارند]3 [ .فرایند سطحی به عنوان یک فرآیند اقتصادی مقرون به صرفه برای بهبود کیفیت آب می باشد .به منظور استفاده بهتر و موثرتر از یک جاذب سطحی برای حذف یک آلاینده خاص از محلول آبی مطالعه سینتیک ومکانیزم فرایند مهم می باشد.
نانوذرات1
نانوذرات ذره هایی هستند که ابعاد آنها در حدود 1 تا 100 نانومتر باشد .نانوذرات علاوه بر نوع فلزی، عایق ها، نیمه هادی ها، ترکیبی نظیر ساختارهای هسته لایه را نیز در بر می گیرند .همچنین نانوکده ها، نانومیله ها و نانوفنجان ها جز ا شکالی از نانوذرات در نظر گرفته می شوند.[ 4 ] نانوذرات در اندازه های پایین نانو خوشه به حساب می آیند .نانوبلور ها و نقاط کوانتومی نیمه هادی نیز ز یر مجمو عه نانوذرات هستند.چنین نانوذراتی در کاربرد های بیودارویی به عنوان حامل دارو و عوامل تصویربرداری استفاده می شوند.[ 5 ]
نانولوله های کربنی2
در نانولو له ی کربنی، ا تم های کربن در ساختار ا ستوانه ای آرا یش یافته اند .یعنی یک لوله ی تو خالی که جنس دیواره اش از اتم های کربن ا ست.[ 6 ] آرا یش ا تم های کربن در د یواره ی ا ین ساختار ا ستوانه ای، دقیقا مشابه آرایش کربن در صفحات گرافیت است هنگامی که صفحات گرافیت در هم پیچیده می شوند، نانولو له های کربنی را تشکیل می دهند.[ 7 ]
بخش تجربی
قرمز کنگو
در این مطالعه از 4 نوع جاذب استفاده شد.برای تهیه محلول آبی از رنگ قرمز کنگو با فرمول مولکولی و C32H22N6Na2O6S2 جرم مولکولی 407,979 گرم بر مول استفاده شد.نانو لوله کربنی چند جداره خریداری شد.همچنین برای تنظیم pH محلول ها از اسید نیتریک 1 نرمال و سود 1 مولار استفاده شد.
روش اول تهیه نانو ذره هایZnO
مقدار 32.5 میلی لیتر حلال ایزوپروپانول و 1.2 میلی لیتر منو اتانول آمین به منظور حل کردن3,012 گرم زینک استات دی هیدراته به کار برده شد.محلول تحت حرارت و چرخش مغناطیسی به مدت 1 ساعت در 75 درجه سانتی گراد به منظور شکل گیری سل همگن حرارت داده شد.سل به دست آمده به مدت 1 روز در دمای اتاق ماند.سل ثابت و پایدار تحت استایر مغناطیسی تا دمای 82 درجه سانتی گراد تا تبخیر محلول به شکل ژل همگن و ویسکوز به تدریج گرم و حرارت داده شد.بعد از یک روز ماندن ژل در دمای اتاق،ژل نهایی در کوره به مدت 2 ساعت در دمای 550 درجه سانتی گراد قرار گرفت.
روش دوم تهیه نانو ذره های ZnO
0/735 گرم زینک استات دی هیدراته را با 32 میلی لیتر متانول مخلوط کرده و 0,369 گرم پتاسیم هیدروکسید را 16 میلی لیتر متانول مخلوط می کنیم.ابتدا هر دو مواد را در متانول کامل حل می کنیم سپس محلول هیدروکسید پتاسیم قطره قطره به محلول استات روی در 60 درجه سانتیگراد تحت یک همزن قوی پس از 90 دقیقه نانو ذرات شروع به شکل گیری می کنند.هیتر و همزن بعد از 2 ساعت برداشته می شود .محلول را
