کاربرد نانوکامپوزیت مغناطیسی نانولوله کربنی چند دیواره جهت حذف رنگ سبز مستقیم 26 از محلول های آبی: مدل سازی سطح پاسخ و مطالعات سینتیکی

نوع مقاله: مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

گروه شیمی، واحد رشت، دانشگاه آزاد اسلامی، رشت، ایران

چکیده

در این مطالعه، از نانوکامپوزیت مغناطیسی نانو لوله کربنی چند دیواره (mMWCNT) به عنوان جاذب جهت حذف رنگ سبز مستقیم 26 (26DG) استفاده شد. بهینه سازی فرایند، به روش مدل سازی سطح پاسخ و بر اساس اجرای طرح آزمایشی باکس-بنکن انجام شد. مقدار جاذب (g L-1 3–1)، pH (5/8–5/2) و زمان تماس (45–25 دقیقه) به عنوان متغیرهای آزمایشی و بازده حذف رنگ، به عنوان پاسخ در نظر گرفته شدند. نتایج آنالیز رگرسیونی نشان داد که داده های تجربی فرایند حذف رنگ، با یک مدل مرتبه دوم با ضریب تعیین 9824/0 و 0001/0>p مطابقت خوبی دارند. شرایط بهینه فرایند، با استفاده از مدل مرتبه دوم به صورت: مقدار جاذب g L-1 80/2، 53/2= pH و زمان تماس 33/42 دقیقه پیش بینی شد که منجر به بازده حذف 18/99% گردید. مطالعات نشان داد که جذب سطحی 26DG بر روی mMWCNT، از مدل سینتیکی شبه مرتبه دوم تبعیت می کند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Application of magnetic nanocomposite of multi-walled carbon nanotube for removal of Direct Green 26 dye from aqueous solutions: Response surface modeling and kinetic studies

نویسندگان [English]

  • Sheida Shokati
  • Fariba Safa
Department of Chemistry, Rasht Branch, Islamic Azad University, Rasht, Iran
چکیده [English]

In this study, magnetic nanocomposite of multi-walled carbon nanotube (mMWCNT) was used as adsorbent for removal of Direct Green 26 (DG26) dye. Process optimization was performed using the response surface modeling method based on the Box-Behnkenn experimental design. Adsorbent dosage (1-3 g L-1), pH (2.5-8.5) and contact time (25-45 min) were considered as the experimental variables and dye removal efficiency as the response. Results of the regression analysis showed good fit of the experimental data of dye removal process to a quadratic model with coefficient of multiple determination of 0.9824 and p

کلیدواژه‌ها [English]

  • Direct Green 26
  • Magnetic nanocomposite
  • Response surface method
  • Adsorption
[1] H.A. Mekkawy, M.O. Ali, A.M. El-Zawahry, Toxicology Letters, 95 (1998) 155.

[2] O.J. Hao, H. Kim, P.C. Chang, Critical Reviews in Environmental Science and Technology, 30 (2000) 449.

[4] G. Crini, Bioresource Technology, 97 (2006) 1061.

[5] C. I. Pearce, J. R. Lioyd, J. T. Guthrie, Dyes & Pigments 58 (2003) 179.

[7] S. Ramazani, M. Ghaedi, K. Mortazavi, Fresenius Environmental Bulletin, 20 (2011) 2514.

[8] M. Ghaedi, A. Hassanzadeh, S.N. Kokhdan, Journal of Chemical & Engineering Data, 56 (2011) 2511.

[9] S.B. Wang, C.W. Ng, W.T. Wang, Q. Li, L.Q. Li, Journal of Chemical & Engineering Data,  57 (2012) 1563.

[10] S. Wang, C.W. Ng, W. Wang, Q. Li, Z. Hao, Chemical Engineering Journal, 197 (2012) 34.

[11] D. Zhao, W. Zhang, C. Chen, X. Wang, Procedia Environmental Sciences, 18  (2013) 890.

[12] M. Ghaedi, S. Hajati, M. Zaree, Y. Shajaripour, A. Asfaram, M.K. Purkait, Advanced Powder Technology, 26 (2015) 1087.

[13] A.F. Alkaim, Z. Sadik, D.K. Mahdi, S.M. Alshrefi, Korean Journal of Chemical Engineering, 32 (2015) 2456.

[14] M. Cinke, J. Li, B. Chen, L. Delzeit, J. Han, M. Meyyappan, Chemical Physics Letters, 365 (2002) 69.

[15] D. Tasis, N. Tagmatarchis, A. Bianco, M. Prato, Chemical Review, 106 (2006) 1105.

[16] R. Sivashankar,  A.B. Sathya, K. Vasantharaj, V. Sivasubramanian, Environmental Nanotechnology, Monitoring and Management, 1-2 (2014) 36.

[17] M. Evans, Optimization of Manufacturing Processes: A Response Surface Approach, Carlton House Terrace, London (2003).

]18[ نبی زاده چیانه، فریده; محمدی، بهرام; اصغری، علیرضا، مجله شیمی کاربردی، شماره 42 (1396) ص 209.

[19] F. Bandari, F. Safa and Sh. Shariati, Arabian Journal for Science and Engineering, 40 (2015) 3363.

[20] M. Ehyaee, F. Safa, Sh. Shariati,Korean Journal of Chemical Engineering, 34 (2017) 1051.

[21] S.L. Ferreira, R.E. Bruns, Analytica Chimica Acta,  597 (2007) 179.

[22] Design expert statistical software, Stat-Ease, Inc., 2021 E. Hennepin Avenue, Suite 480, Minneapolis, MN 55413-2726, USA, (2005).

[23] X. Zhao, Y. Shi, T. Wang, Y. Cai, G. Jiang, J. Chromatogr. A, 1188 (2008) 140.

[24] K. Petcharoen, A. Sirivat, Materials Science and Engineering: B, 177 (2012) 421.

[25] X. Wang, B. Xia, X. Zhu, J. Chen, S. Qiu, J. Li, Journal of Solid State Chemistry, 181 (2008) 822.

[26] K. Yetilmezsoy, S. Demirel, R.J. Vanderbei, Journal of Hazardous Materials, 171 (2009) 551.

[27] C. Namasivayam, D. Kavitha, Dyes and Pigments, 54 (2002) 47.

[28] J.-L. Gong, B. Wang, G.-M. Zeng, Ch.-P. Yang, Ch.-G. Niu, Q.-Y. Niu, W.-J. Zhou, Y. Liang, Journal of Hazardous Materials, 164 (2009) 1517.

[29] S. Lagergren, K. Sven, Kungliga Svenska Vetenskapsakademiens Handlingar, 24 (1898) 1.

[30] Y.S. Ho, G. McKay, Process Biochemistry, 34 (1999) 451.