سنتز نانوکامپوزیت پلی پیرول/نانوسیلیکا و استفاده از آن بمنظور حذف رنگزای راکتیو از محیط های آبی : مطالعات ایزوترم، سینتیک و ترمودینامیک جذب

نوع مقاله: مقاله علمی پژوهشی

نویسنده

گروه مهندسی نساجی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد قائمشهر، قائمشهر ، ایران

چکیده

در این مطالعه نانو ذرات سیلیکا از پیش ماده تترا اتیل ارتوسیلیکات سنتز شده و سپس نانوکامپوزیت آن با پلیمر پلی پیرول تهیه و بمنظور  حذف رنگزای راکتیو قرمز 198 استفاده گردید. میکروسکوپ الکترونی روبشی برای تعیین مورفولوژی سطح، میکروسکوپ الکترونی عبوری برای اندازه گیری ذرات نانو سیلیکا سنتز شده وهمچنین طیف سنج مادون قرمز تبدیل فوریه به منظور تایید و عامل دار شدن نانوذرات سیلیکا با پلیمر پلی پیرول استفاده شد. پارامتر های موثر بر حذف رنگزا از جمله pH، مقدار جاذب، زمان، دما و غلظت بررسی و بهینه شدند. دستگاه اسپکتروفتومتر جذبی بمنظور تعیین مقدار ماده رنگزا در محلول استفاده شد. برای تعیین نوع ایزوترم جذب از معادلات ایزوترم جذب لانگمیر و فرندلیش استفاده شد که نتایج، برازش مناسب را برای ایزوترم جذب لانگمیر با ظرفیت جذب mg/g 5/312 نشان می دهد. در ضمن معادله سینتیک جذب شبه مرتبه دوم برازش مناسب را برای داده ها نشان داد. داده های انرژی آزاد گیبس و آنتالپی نشان دهاده فرآیند خودبخودی و گرماگیر می باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Synthesis of Polypyrrole/Nano-silica Nanocomposite and Its Use for Removal of Reactive Dye from Aqueous Media: Adsorption Isotherm, Kinetic and Thermodynamic Studies

نویسنده [English]

  • Habib-Allah Tayebi
چکیده [English]

In this study, nano-silica particles were synthesized from tertraethylorthosilicate (TEOS) precursor and then, together with polypyrrole polymer, a nanocomposite was prepared and used for removal of reactive red 198. Scanning electron microscope (SEM) was applied to determine the superficial morphology, Transmission electron microscope (TEM) to measure the synthesized nano-silica particles and finally, the Fourier transform infra-red spectroscopy (FTIR) to confirm and functionalize the nano-silica particles together with polypyrrole polymer. Parameters affecting the removal of RR 198 such as pH, the amount of adsorbent, dye concentration, temperature, and contact time were investigated and optimized. Uv-vis spectrophotometer was used to determine the concentration of dye in the solution. The Langmuir and Freundlich adsorption isotherm models were applied for determine the adsorption isotherm equation and the presented results show very good agreement with Langmuir adsorption isotherm with high adsorption capacity of 312.5 mg/g. In addition, pseudo-second order kinetic equation was best fitted for adsorption kinetic model. The Gibbs free energy and enthalpy data verified its spontaneous and endothermic nature.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Nanocomposite
  • Polypyrrole
  • Reactive Red 198
  • Adsorption Studies
[1] F. Esther, T. Cserhati, and G. Oros, Environment international, 30 (2004) 953.

[2] I. A. W. Tan, A. La Ahmad, and B. H. Hameed, Journal of Hazardous Materials, 154 (2008) 337.

[3] N. Dizge, Journal of Hazardous Materials, 150 (2008) 737.

[4] P. Caizares, F. Martínez, C. Jiménez, Environmental science technology, 40 (2006) 6418.

[5] V. K. Gupta, A. Mittal, L. Krishnan, V. Gajbe, Separation and Purification Technology, 40 (2004) 87.

[6] D. Zareyee, H. A. Tayebi, and H. Javadi, Iranian Journal of Organic Chemistry, 4 (2012) 799.

[7] H. Javadian, F. Ghorbani, H. A. Tayebi, S. M. Hosseini Asl, Arabian Journal of Chemistry, 8 (2015) 837.

[8] M. Shafiabadi, A. Dashti, H. A. Tayebi, Synthetic Metals, 212 (2016) 154.

[9] M. Shabandokht, , E. Binaeian, & H. A. Tayebi, Desalination and Water Treatment, (2016) 1.

[10] H. A. Tayebi, Z. Dalirandeh, A. Shokuhi Rad, A. Mirabi, E. Binaeian, Desalination and Water Treatment (2016) 1.

[11] H. A. Tayebi, M. E. Yazdanshenas, A. Rashidi, R. Khajavi, & M. Montazer, Journal of Engineered Fabrics & Fibers, 10 (2015) 1.

[12] M. Dehvari, M. T. Ghaneian, F. Fallah, M. Sahraee, B. Jamshidi, J. Community Health Res. 1 (2013) 153.

[13] P. Leechart, W. Nakbanpote, P. Thiravetyan, J. Environ. Manage. 90 (2009) 912.

[14] A. H. Mahvi, B. Heibati, A. R. Yari, N. Vaezi, Res. J. Chem. Environ. 16 (2012) 26.

[15] O . Tunc, H. Tanacı, Z. Aksu, J. Hazard. Mater. 163 (2009) 187