بخشی از مقاله

چکیده

همواره رنگبری پساب و محلولهای رنگی از دغدغههای صنایع به ویژه صنعت نساجی بوده است. ارزیابی برای جایگزینی روشهای دوستدارمحیطزیست انجام شدهاست. با فراگیر شدن فناوری نانو و رشد آن در حوزههای مختلف بهویژه محیط-زیست، محققان روشهای متنوعی جهت بکارگیری این فناوری برای رنگبری محلولهای رنگی ارائه کردهاند. با توجه به اینکه رنگزای راکتیو از دسته رنگزاهای پرکاربرد در صنعت نساجی است، بنابراین رنگبری این گروه رنگزا موردتوجه قرارگرفتهاست.

باتوجه بدانکه نانو ذرات اکسیدآهن - - Fe3O4 نسبت به سایر ذرات مغناطیسی آسیب به محیط زیست نمی-رساند و از لحاظ اقتصادی مقرون بصرفه هستند، بنابراین در این تحقیق با استفاده از نمک فریککلرید - - FeCl3 ، عصارهی چای سبز و پودر سنگ کلیاب به روش شیمی سبز نانو ذرات Fe3O4 سنتز شدند و رنگبری برای محلولهای رنگزای راکتیو در فرایندهای اکسیداسیون توسط آباکسیژنه/ فراصوت، فنتون/ فراصوت انجام شد.

-1مقدمه

بیش از 100000نوع از رنگزاهای مصنوعی بصورت گسترده در صنایع نساجی ، پلاستیک، کاغذ، غذایی، آرایشی، دارویی و عکاسی مورد مصرف قرار میگیردکه گزارشات ارائه شده حاکی برآن است که حدود % 20-10 رنگزاها و ترکیبات رنگی در فرایندهای رنگرزی مستقیما در محیط زیست تخلیه میشوند.که این ترکیبات رنگی به دلیل داشتن وزن مولکولی بالا و ساختارهای بزرگ در فرایندهای تصفیه پساب و محلول های رنگی زیست تخریب پذیری کمی را از خود نشان میدهند. بنابراین پساب نساجی یکی از مهم ترین منابع آلودگی در کشوهای در حال توسعه بهشمار میآید.[1]

تصفیه پسابهای صنعتی به سه روش کلی فیزیکی، بیولوژیکی و شیمیایی انجام میشود که بسته به ویژگیهای پساب، میزان راندمان، هزینههای اقتصادی و...نوع روش انتخاب میشود. با توجه به ویژگیهای پساب نساجی مانند دارا بودن از دمای زیاد 300c - ؛ - 50، pH قلیایی و وجود ترکیبات شیمیایی مانند رنگزاها، پیگمنتها و ترکیبات آلی هالوژندار موجود در ضد بید-کنندهی پشم، سفیدکنندههای کلردار و.. سبب شده که یکی از روش های متداول جهت تصفیه این پساب ها روشهای شیمیایی باشدکه در این روشها جداسازی یا تبدیل آلاینده از طریق افزودن مواد شیمیایی و انجام واکنشهای شیمیایی انجام میشود.این روشها شامل انعقاد، الکتروشیمیایی، فتوکاتالیستی و اکسیداسیون هستند.[1]

به طور کلی، فرایندهای اکسیداسیون براساس تولید واسطههای رادیکال در سیستم های همگن، اکسیداسیون پیشرفته نامیده میشوند که در این فرایندها از آب اکسیژنه به عنوان یک اکسیدکننده قوی استفاده میشود. ونیکا1 و همکاران[2] با قرار دادن محلول های رنگزاهای C.I Reactive Yellow 15 ، C.I Reactive Red 22، C.I Reactive Blue 28، C.I Reactive Blue 220و C.I Reactive Black 28 دارای آب اکسیژنه در فراصوت به مدت 4 ساعت، فعالیت آباکسیژنه را بهبود داده و به رنگبری %100 دست یافتند و هاریچاندران2و همکاران[3] با استفاده از فرایند فنتون در فراصوت بر محلول رنگزای C.I Direct Red 81 مدت 75 دقیقه %99 رنگبری حاصل شده است.

همچنین ارتوگای3 و همکاران[4] رنگبری محلول رنگزای C.I Direct Blue 71 با استفاده از فرایند فنتون در فراصوت به مدت 20 دقیقه در شرایط فراصوت به %100 رنگبری دستیافتند. در این پژوهش نانوذرات Fe3O4 به روش شیمی سبز سنتز شد و سپس میزان رنگبری محلول رنگزای C.I Reactive Blue 21 به کمک فرایند فنتون با استفاده از نانو ذرات مذکور در فراصوت در pH اسیدی، قلیایی و زمان بهینه فراصوت گزارش شده است.

-2تجربیات

1؛2 سنتز نانو ذرات Fe3O4

ابتدا 10گرم پودر چای سبز به همراه 250 میلیلیتر آب مقطر توسط دستگاه سوکسله به مدت 3 ساعت عصارهگیری شد. جهت تهیهی محلول Fe - OH - 3، 0/2 گرم FeCl3 به 20 میلیلیتر آب مقطر افزوده شده و به مدت 10 دقیقه در دمای اتاق همزده شد، سپس محلول فوق توسط Na2CO3 و 15 میلیلیتر از محلول کلیاب %10 به pH 10 رسانده شد و محلول مجددا به مدت 30 دقیقه در دمای اتاق همزده شد. 10میلیلیتر از عصاره چای سبز مذکور به محلول Fe - OH - 3 افزوده که رنگ محلول سریعا از قهوهای مایل به قرمز به مشکی تغییر یافت این تغییر رنگ نشاندهنده انجام واکنش احیا توسط عصاره چای-سبز بهعنوان احیاکننده است.

2؛-2 تهیهی محلول های رنگی

به منظور تهیه محلولهای رنگزای راکتیو، دارای طول موج جذب بیشینه 626 نانومتر، محلولهای رنگی با غلظت 50 میلیگرم بر لیتر از رنگزا %1 تهیه شد و سپس به محلولهای رنگی 0/05 گرم نانو ذرات Fe3O4 و 200 میلیگرم برلیتر آب-اکسیژنه افزوده شده و سپس جهت بررسی اثر pH، توسط اسیدسولفوریک %10 و نمک سدیم کرینات اسیدیتهها تنظیم شدند و سپس محلولها تحت شرایط فراصوت - با استفاده از دستگاه الماسونیک پی1 با قدرت 100 وات، فرکانس 37هرتز و در دمای اتاق به مدت 60 دقیقه - قرار داده شدند.

3؛-2 آزمایشها

برای آزمون شناسایی مورد نیاز در این پروژه از دستگاه اسپکتروفوتومتری یونیک2 ساخت کشور آمریکا موجود در آزمایشگاه پساب دانشکده نساجی دانشگاه صنعتی امیرکبیر استفاده شد.

-3بحث و نتایج

در این پروژه ابتدا نانو ذرات Fe3O4 به روش شیمی سبز سنتز شدند و تحت فرایندهای محلولهای رنگی تحت فرایندهای فنتون/فراصوت و آب اکسیژنه/ فراصوت قرار گرفتند و پارامتر اسیدیته موثر بر رنگبری این محلولها بررسی شد.

در متن اصلی مقاله به هم ریختگی وجود ندارد. برای مطالعه بیشتر مقاله آن را خریداری کنید