سنتز کمپوزیت آهن /کربن فعال از پوست پرتقال و بررسی کاربرد آن در حذف نیترات از محلول های آبی.

نوع مقاله: مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده شیمی، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

2 دانشگاه محیط زیست، کرج ،ایران

3 دانشکده شیمی، دانشگاه سمنان، سمنان ، ایران

4 پژوهشکده فناوری نانو و مواد پیشرفته، پژوهشگاه مواد و انرژی، کرج، ایران

چکیده

در این مطالعه برای تولید کربن فعال ، پوست پرتقال با استفاده از محلول روی کلرید در دمای 60 درجه سانتیگراد به مدت 12ساعت فعال سازی و سپس در کوره در دمای 475 درجه سانتیگراد به مدت 90 دقیقه کربونیزه گردید. برای سنتزکمپوزیت آهن / کربن فعال نمونه سنتز شده با آهن کلرید در حضور سدیم بورهیدرید تحت اتمسفر نیتروژن مخلوط شد. مشخصات نمونه ها با استفاده از پراش پرتوایکس (XRD) ،طیف سنجی مادون قرمز (FT-IR ) و میکروسکوپ الکترونی (SEM) بررسی شد. تاثیرپارامترهای pH، زمان تماس ،غلظت اولیه نیترات و دوزجاذب روی جذب نیترات مورد بررسی قرار گرفت . نتایج نشان داد کربن فعال اصلاح شده با ذرات آهن توانایی جذب نیترات را حدود دو برابرنسبت به کربن فعال بهبود می دهد. داده های سنتیکی نشان می دهد که فرایند جذب نیترات از مدل سنتیکی مرتبه دوم پیروی می کند. هم چنین داده های جذبی با ایزوترم لانگمویرتطبیق مناسبی دارد. ماکسیمم ظرفیت جذب برای نمونه های کربن فعال وآهن / کربن فعال به ترتیب 23/16و33/41 بدست آمد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Preparation of Fe/activated carbon directly from Orange Peel and its application in removal of nitrate from aqueous solutions .

نویسندگان [English]

  • ziba Mohammadiyan Fard 1
  • Sasan Rabieh 2
  • Hassan Zavvar Mousavi 3
  • Mozhgan Bagheri 4
3 Faculty of Chemistry,Semnan University, Semnan, Iran
چکیده [English]

Abstract
In this study activated carbon was synthesized from orange peel by ZnCl2 solution at 60 ºC for 12 h and then carbonized in a furnace at 475 ºC for 90 min. The treated sample was impregnated with iron (III) chloride solution in the presence of NaBH4 solution under a nitrogen atmosphere. The samples were characterized by X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), and scanning electron microscopy (SEM). The effects of various parameters such as pH, contact time, initial nitrate concentration, and adsorbent dosage were investigated for efficient removal of nitrate. The results showed impregnation activated carbon with Fe improved the adsorption ability by nearly two times more compared to the pure one. Kinetics data indicate that the adsorption of nitrate follows pseudo-second order kinetics model. The adsorption data are found to fit well with Langmuir isotherm and the maximum adsorption capacities for activated carbon and Fe/ activated carbon were obtained 16.23 and 41.32 mg/g, respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Nitrate
  • Activated carbon
  • Orange peel
  • Adsorption
[1] D. Hakan, l. Gül Gündüzog. Bioresour. Technol., 101 (2011) 1675.

[2] Y. Wang, B.Y. Gao, W.W. Yue, Q.Y. Yue. Colloids Surf. A, 308 (2007) 1.

[3] D. Laird, P. Fleming, B. Wang, R. Horton , D. Karlen. Soil Geoderma., 158 (2010) 436.

[4] S. Chatterjee, S.H. Woo. J. Hazard. Mater, 164 (2009) 2.

[5] S. Kilpimaa, H. Runtti, T. Kangas, U. Lassi , T. Kuokkanen. J. Ind. Eng. Chem., 21 (2015) 1354.

[6] P. Shahbazi, F Vaezi, A.H Mahvi, K. Naddaffi , A .R. Rahmani. J. Res. Health Sci., 2 (2010) 91.

[7] Y.J. Kim, J.H. Kim , J.H. Choi. J. Membr. Sci., 11 (2013) 52.

[8] L.A. Richards, M. Vuachère , A.I. Schäfer. Desalination, 261 (2010) 331.

[9] S. Chatterjee, D.S. Lee, M.W. Lee , S.H. Woo. J. Hazard. Mater., 166 (2009) 508.

[10] C.S. Shen, Y. Shen, Y.Z. Wen, H.Y. Wang , W.P. Liu. Water Res., 45 (2011) 5200.

 [11] B.S. Lima, S.M.S. Borges, M.d.C. Rangel , S.G. Marchetti. J. Braz. Chem. Soc., 24 (2013) 344.

[12] S. Elhamia , N. Mohmedib. J. Applied Chem, 11 (2017) 59.

[13] F. Boorboor Ajdari , M. Behzad. J. Applied Chem, 10 (2016) 101.

 [14] A. Khaligha, H. Zavvar Mousavia, A. Rashidi. J. Applied Chem,11 (2017) 49.

[15] V.K. Gupta , A. Nayak. Chem. Eng. J., 180 (2012) 81.

[16] Y.F. Shen, J. Tang, Z.H. Nie, Y.D. Wang, Y. Ren , L. Zuo. Sep. Sci. Technol., 68 (2009) 312.

[17] W. Liu, J. Zhang, C. Zhang, Y. Wang , Y. Li. Chem. Eng. J., 162 (2010) 677.

[18] E. Motamedi, M. Talebi Atouei, M.Z. Kassaee. Mater. Res. Bull., 54 (2014) 34.

[19] J. Zhang, B. Yan, F. Zhang. Cryst. Eng. Commun., 14 (2012) 3451.

[20] D. Kołodyńska. Chem. Eng. J., 173 (2011) 520.

[21] P.J.M. Carrott, J.M.V. Nabais, M.M.L. Ribeiro Carrott , J.A. Menéndez. Micropor. Mesopor. Mat., 47 (2001) 243.

[22] A. Sarı, M. Tauzin, M. Soylak. J. Hazard. Mater., 144 (2007) 41.

[23] V. Ranjithkumar, S. Sangeetha , S. Vairam. J. Hazard. Mater., 273 (2014) 127.

[24] L. Zhang , F. Li. Appl. Clay Sci., 50 (2010) 64.

[25] A. Bhatnagar, M. Ji, Y. Choi, W. Jung, S. Lee, S. Kim, G. Lee, H. Suk, H. Kim, B. Mine, S. Kim, B. Jeon , J. Kang. Sep. Sci. Technol., 43 (2008) 886.

[26] G.V. Nunell, M.E. Fernandez, P.R. Bonelli , A.L. Cukierman. J. Colloid Interf. Sci., 440 (2015) 102. 

[27] D. Cho, C. Chon, Y. Kim, B. Jeon, F.W. Schwartz, E. Leed , H. Songe. Chem. Eng. J., 175 (2011) 298