بخشی از مقاله
چکیده
رنگها از عمدهترین آلایندههای صنایع نساجی میباشند. بخش بسیار زیادی از فاضلاب تولیدی در صنایع نساجی ناشی از عملیات انجام شده در فرایند تر، یعنی آماده سازی، رنگرزی و تکمیل میباشد. فرآیند آهار گیری، یکی از بزرگترین منابع تولید آلایندههای فاضلاب در این صنعت میباشد. در این فرآیند مقدار زیادی از آهار مورد استفاده در فرآیند بافندگی، حذف شده و وارد جریان خروجی می گردد. در این پروزه پلی اکسومتالات ساندویچی و اکسید نیکل که خاصیت فتوکاتالیستی دارند با کیتوسان به روش سل-ژل نانو کامپوزیت شده که باعث شده بازده حذف رنگزا افزایش پیدا کند. کاتالیست مورد نظر با دستگاه های مادون قرمز - - FT-IR و میکروسکوپ الکترون روبشی - SEM - و مقدار بازدهی حذف رنگ با دستگاههای اسپکتروسکوپی و ماورائبنفش - UV-vis - بررسی شده است.
واژگان کلیدی :فتوکاتالیست، نانوکامپوزیت ،پلی اکسومتالات ساندویچی، رنگزا
-1 مقدمه
اولینرنگ توسط انسان نئاندِرتال حدود 611 هزار سال پیش ساخته و استفاده شده است. اگرچه اولین رنگ آلی مورد استفاده انسان رنگ نیل 9 بوده که 1111 سال پیش مصری ها در مومیایی اجساد به کار می برده اند تا اواخر قرن نوزدهم تمامی رنگ ها از منابع طبیعی مانند سبزیجات، شاخ و برگ و ریشه گیاهان، برخی میوه ها از جمله تمشک، گل ها، حشرات و برخی نرم تنان و غیره تولید می شدند . ولف از برهمکنش اسید نیتریک با رنگ نیل، اسید پیکریک تولید کرده و توانست با آن ابریشم را به رنگ زرد درآورد. پرکین توانست اولین رنگ سنتز شده که به صورت کسترده به کار گرفته شد، را کشف کند. این رنگ Mauve بود، رنگ بنفش کمرنگ که وی از گیاه پنیرک بدست آورد.
پس از آن صنعت رنگ به سرعت گسترده شد. تا مدتها آلمانیها بزرگترین تولید کننده و صادر کننده رنگ به شمار می رفتند اما پس از جنگ جهانی دوم ایالات متحده آمریکا طلایه دار این صنعت بوده و هست. امروزه حذف رنگ از پسابهای صنعتی مسیله بسیار مهمی شده است. رنگهای مصنوعی موادی آلی با ساختار پیچیده، سمی وجهشزا هستند. کنگو رد، رنگی اسیدی است که یک منبع آلودگی خطرناک به شمار میآید و زندگی انسان و سایر جانداران راتهدید میکند. روشهای بسیاری از قبیل فرایندهای الکتروشیمیایی، فیزیکی و بیولوژیکی برای حذف رنگینه آلی کنگورد از نمونههای آبی وجود دارد.
فوتو کاتالیست یکی از راهای موثر در حذف رنگ بوده است که با استفاده از متال اکسیدها - اکسیژن فلز - در شرایط نوری قرار گرفته و حذف صورت می گیرد هدف از این مطالعه، ضرورت حذف رنگینه کنگورد از محلولهای آبی و مروری بر پژوهشهای انجام گرفته برای حذف آن میباشد.سرخ کنگو به انگلیسی Congo red :نمک سدیمی از بنزیدیندیآزو-بیس--1نفتیلآمین--4سولفونیک اسید است. که بهعنوان جوهر بیولوژیکی و شناساگر اسید-باز بکار میرود که در محلولهای بازی سرخ و در محلولهای اسیدی آبی رنگاست.برای رنگزدایی فاضلابهای صنعتی از فرایندهای غشایی احیا شیمیایی انعقاد و لخته سازی تکنیک های الکترو شیمیاییجدب تبادل یونی تصفیه بیولوژیکی و فتوکاتالیستی . فتوکاتالیستهای ناهمگن ب عنوان یک روش کارآمد در حذف رنگزاهامورد استفاده قرار گرفته است که در شرایط نور فعال شده و موجب حذف رنگزا میشوند.
-2بخش تجربی
-1-2 روش سنتز نانو کامپوزیت Fe2W18Fe4-NiO@CS
0,2 گرم اسید سیتریک در 1,5 میلی لیتر آب حل کرده پس از آن به آرامی توسط مگنت استیرر در دمای 70 درجه سانتی گراد 1,5 گرم نیکل نیترات را در آب حل کرده و به محلول اسید سیتریک به مدت 45 دقیقه قطره قطره اضافه نموده به صورت ژل سبز رنگ در بیاید سپس آن را در دمای 80 درجه سلسیوس به مدت دو ساعت در آون و به مدت 4 ساعت در کوره قرارداده میشود 0,1.گرم کیتوسان در 12 میلی لیتر اسید استیک حل کرده و0,05گرم از پلیاکسومتالاتی که بر روی بستر اکسید نیترات قرار داده شده است را به آرامی به محلول کیتوسان اضافه کرده و به مدت 24 ساعت آن را در آون تحت دمای 70 درجه قرار داده میشود.
-1-1-2روش استفاده کاتالیست درحذف رنگ
برای حذف رنگ از محلول متشکل از 25 میلیلیتر رنگ 20 پیپی ام کانگورد با مقدار گرمهای مختلف - 0,005و.0,01و0,02و0,03و - 0,04 کاتالیست Fe2W18Fe4@NiO@CS در آن ریخته و به مدت زمان 60 دقیقه در شرایط نور ماوراءبنفش قرار داده که در اثر تابش نور باعث حذف رنگ شده و با قرار دادن در سانتریفیوژ میتوان رنگ را جداسازی کرد.
نتایج و بحث
1-3 آنالیز و نتایج مربوطه
طیف FT-IR کاتالیست سنتز شدهی Fe2W18Fe4-NiO@CS
طیف ارتعاشی پلی آنیونها به ساختار آنها بستگی دارد. طیف FT-IR بسیار مشابه هتروپلی آنیون کگینی است. همانطور که ساختار کگینی داری اثر انگشت است ، ساختار ساندویچی نیز مشابه آن میباشد. اندازه گیری بر روی مطالعات ساختاری درمحدوده ی400cm-1تا 4000 انجام شده است. پیکهایی در ناحیهی 667 cm-1 مربوط به طیف Fe-O است. . [1] وارتعاش های939 cm -1 و866 و782 به ترتیب مربوط به - W-Ot - و - Ob-W-Ob - مربوط W-Oc است. پیک در ناحیه cm-1 2800-3000 متعلق به ارتعاش پیوند C-H با هیبرید SP3 است [2] .ارتعاشات کششی در 800 مربوط به Ni-O-H می باشد و پیک جذبی در ناحیه571 مربوط به Ni-O می باشد . .[3] پیکهایی که مربوط به کایتوسان هستند در ناحیهی-cm 2905cm-1 2875 1 مربوط به ارتعاش کششی CH3 وCH2 در پیوند گلیکوزیدهای CS نسبت داده شده است و درناحیه1661 1589, مربوطه به C=O و N-H2 میباشند, و پیک های مربوط به ناحیه 3050 تا 3600 مربوط به تفسیر طیفهای N-Hو O-H می باشند.
[4] طیف IR ماده سنتز شده پیکهای مربوط به پلی اکسومتالات به خوبی در 1012 cm-1و873 نشان داده شده است و پیک هایی که در ناحیهی 873cm-1 و 1558مربوط به Ni-OH و C-Oپیک داده است. طیف های مربوط به هر 3ماده ی اولیه مشاهدهگردید و این نشانه ی خوبی است. زیرا هنگامی که باندهای مربوط به هر 3 نمونه در طیف وجود داشته باشد، گویای این است که هر 3ماده به خوبی با هم ترکیب و یا می توان این گونه بیان کرد که پلی اکسومتالات استخلاف دار به خوبی بر بستر نشانده شده است و ما به سنتزی که مد نظر بوده است رسیده ایم.[5]با استفاده از دستگاه میکروسکوپ الکترون روبشی میتوان سایز و چگونگی سطح نانو کامپوزیت را بررسی کرد که مقدار سایز نانو کامپوزیت 30 نانومتر بوده است و شکل سطح آن حالت گویی شکل شده است.
