بخشی از مقاله
چکیده
جذب سطحی روشی موثر برای تصفیه آب وپساب است . این فرایند به دلیل سادگی وسهولت درطراحی برای رنگبری پساب های رنگی و محیط های آبی به طورگسترده استفاده می شود. همچنین ، جذب سطحی به دلیل انتقال ترکیبات خاص ازمحلول به سطح جاذب جالب است. جاذب های معمولی محدودیت هایی مانندقابلیت جداسازی ضعیف وقدرت جذب کم دارند. درنتیجه پژوهشگران به دنبال جاذب های جدید هستند. دراین پژوهش ، قابلیت رنگبری رنگزا متیلن بلو - MB - بااستفاده ازنانو ذرات مغناطیسی فریت نیکل - روی مطالعه شد. ازطیف نورسنج فرابنفش - مرئی برای بررسی حذف رنگزااستفاه شد. اثرمتغییرهای موثربرای فرایندرنگبری مانند اثرpH ، مقدارجاذب وغلظت اولیه رنگزا بررسی شد. رنگبری محلول های رنگی با استفاده از نانوذرات به طورکامل انجام شد. نتایج نشان داد ، منحنی همدمای جذب سطحی رنگزا روی نانوذرات مغناطیسی فریت نیکل - روی ازمنحنی همدمای تمکین وسینتیک جذب ازسینتیک مرتبه دوم پیروی می کند. نانوذرات مغناطیسی فریت نیکل - روی می تواند به عنوان جاذب دوستدارمحیط زیست درفرایندتصفیه استفاده نمود. لذا استفاده ازاین تکنیک جهت حذف آلاینده های رنگی ازمحیط های آبی پیشنهاد می گردد.
کلیدواژه ها : فریت نیکل- روی ، رنگ متیلن بلو ، سینتیک جذب ، جاذب مغناطیسی
-1مقدمه
افزایش درسطح تولیدات رنگ وکاربردهای فراوان آنهادرسطح جهانی منجربه تولیدفاضلاب هایی با آلودگی بالا می شودکه به نوبه خود نگرانی های آلودگی محیط زیست می شود.[1] صنایع مختلف نساجی، چرم، پارچه، رنگ سازی، کاغذونیزپسابهای خانگی، منابع مهم آلودگی های محیطی هستند.[2] دربیشتر کشورها پساب این صنایع بدون تصفیه درسیستم آبهای طبیعی تخلیه می شوند.درصنایع رنگرزی مقدار قابل توجهی پساب که بخش اصلی آنهاباقیمانده رنگهاهستند نیز تولیدمی گردد.رنگهای کاتیونی برای رنگی نمودن کاغذ، نایلون اصلاح شده،پلی استرو جوهرکاربرددارند، بنابراین به دلیل تنوع کاربرداین رنگها،وجودترکیبات درآلودگی پساب صنایع ومحیط قابل انتظاراست.
روشهای تصفیه فاضلابها این صنایع شامل بیولوژیکی، انعقاد، جذب سطحی، اکسیداسیون وفیلتراسون و...می باشد.[3]ازبین گزینه های موجود، فرایندجذب سطحی بسیارشناخته شده بوده وباپتاسیل بالایی که درحذف موادریزمولکولی - رنگ وموادآلی - دارد،به نظرمی رسدیکی ازراهکارهابرای حذف رنگزاازفاضلابهای این صنایع باشد.[4]مزیت های بسیارزیادجذب سطحی نسبت به دیگرفرایند های تصفیه متداول وجودداردکه ازبین می توان به، مساحت سطح زمین بکاررفته کم - نصف یا یک چهارم نسبت به فرایند بیولوژیکی - ، حساسیت کم نسبت به نواسانات جریان، تاثیر نداشتن موادشیمیایی سمی درفرایند، انعطاف پذیری بالادرطراحی واجرای فرایند،حذف بسیار بالای موادآلی و... اشاره نمود.[5]
ثابت شده است که فرایند جذب سطحی به دلیل هزینه سرمایه گذاری حداقل، سهولت طراحی وبهره برداری وعدم حساسیت به ترکیبات سمی یک راهکار تصفیه مطمئن می باشد . اما درعین حال استفاده ازجاذب های گران قیمت خود می تواندیک عامل محدودکننده محسوب شود، باتوجه به اینکه برخی ازجاذب هاازقیمت بالایی برخودارمی باشند. بنابراین ازجاذبهای باید استفاده کردکه ازلحاظ اقتصادی به صرفه باشند.درسالهای اخیرازفریت های مغناطیسی نظیرCuFe2O4 ، ZnFe2O4 وMnFe2O4 به عنوان جاذب برای حذف آلاینده های رنگی از پسابها، توسط سایر محققان موردبررسی قرارگرفته است.
نانوذرات مغناطیسی خواص منحصربه فردی دارندکه سبب کاربردروزافزون آنهاددرمحیط زیست، میکروالکترونیک، زیست فناوری وسایرزمینه می شود. ازمزایای این ترکیبات می توان داشتن مساحت سطح بزرگ، گروه فعال زیادو خواص مغناطیسی رانام برد. این خواص منجربه بازده زیاد، سرعت زیادجذب آلاینده هاوراحتی جداسازی به وسیله میدان مغناطیسی می شوند.[6] هدف ازاین تحقیق بررسی رنگبری پساب حاوی ماده رنگزای متیلن بلو در مجاورت نانوذرات مغناطیسی فریت نیکل - روی به عنوان جاذب و بررسی اثرpH ، مقداردوزجاذب و غلظت اولیه رنگ موردبررسی قرار گرفت.
-2 روش تحقیق
مواد
رنگ کاتیونی متیلن بلوازشرکت مرک آلمان خریداری شد. ساختارشیمیایی رنگ متیلن بلو و خصوصیات مولکول رنگ درشکل شماره 1ودر جدول شماره1 نشان داده شده است.برای سنتزاین اکسید0/95گرم ازنیترات روی شش آبه و 0/23گرم نیترات نیکل شش آبه و3/23گرم نیترات آهن نه آبه وزن گردید ، در بشر50 میلی لیترریخته شد،آرام آرام آب مقطر به آن اضافه وسپس مگنت رادرون بشر قرار داده شد تاموادکاملاًدرآب حل شدند .درادامه مواددربالن ته گرد100میلی لیتر ریخته وآرام آرام سوداضافه تاجایی که رسوبات دیده شدند سپس به مدت45 دقیقه موادرفلاکس شدند وبه مدت5دقیقه درسانتیریفیوژقرارگرفته شد وپس از مرحله صاف کردن درون آون در دمای 90قرار
