حذف رنگزای راکتیو قرمز 120 از محلول آبی با استفاده از نانوذرات مغناطیسی پوشش داده شده با کیتوزان

نوع مقاله : مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی شیمی، واحد قوچان، دانشگاه آزاد اسلامی، قوچان، ایران

2 گروه شیمی و علوم محیط زیست، دانشگاه فناوری نیوجرسی، نیوآرک، نیوجرسی، آمریکا

چکیده

در این پژوهش از نانوذرات مغناطیسی پوشش داده شده با کیتوزان به منظور حذف رنگزای آزویRed 120 Reactive از محلول‌ آبی استفاده شده است. کیتوزان از معروف ترین پلیمرهای زیستی است که می تواند به عنوان جاذب در حذف آلاینده‌های رنگی به کار رود. نانو ذرات مغناطیسی Fe3O4 از ترکیب همزمان FeCl3.6H2O و FeCl2.4H2O ، سنتز و با پلیمر کیتوزان با جرم مولکولی پایین، پوشش داده شدند. نانو ذرات مغناطیسی پوشش داده شده با کیتوزان سپس با کمک آنالیز‌های میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)، تابش مادون قرمز (FTIR)، پراش پرتو ایکس (XRD) و مغناطیس سنجی ارتعاشی (VSM) مورد مشخصه‌یابی قرار گرفتند. در ادامه اثر سه پارامتر pH، غلظت رنگزا و مقدار جاذب بر روی میزان جذب مورد بررسی قرار گرفتند. بیشترین مقدار جذب در 4  pH ، غلظت اولیه رنگ واکنشگر آزو mg/l 50 و مقدار جاذب g/l6 اتفاق افتاد که برابر با 98.99 درصد جذب می‌باشد. داده‌های جذب سطحی با مدل‌های هم‌دمای لانگمویر و فروندلیچ تطبیق داده شدند. نتایج به دست آمده نشان داد که داده‌های حاصل از جذب رنگ مورد نظر بر روی نانوکامپوزیت مغناطیسی کیتوزان با مدل فروندلیچ تطبیق بیشتری دارد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Removal of Reactive Red 120 Azo dye from Aqueous Solution with Magnetic Nanoparticles Coated with Chitosan

نویسندگان [English]

  • Zahra Hejri 1
  • Ali Hasani 2
  • Ali Davoudi Rad 1
1 Department of Chemical Engineering, Quchan Branch, Islamic Azad University, Quchan, Iran
2 Department of Chemistry and Environmental Science, New Jersey Institute of Technology, Newark, NJ, USA
چکیده [English]

In this research, the magnetic nanoparticles coated with chitosan have been used to remove the reactive red 120 azo dye from aqueous solution. Chitosan is one of the most well-known biopolymers that can be used as adsorbent for the removal of color contaminants. Fe3O4 magnetic nanoparticles were synthesized by simultaneous combination of FeCl3.6H2O and FeCl2.4H2O, and coated by chitosan polymer with low molecular weight. Then magnetic nanoparticles coated with chitosan were characterized by scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), Fourier transform infrared radiation (FTIR), X-ray diffraction (XRD) and Vibrating Sample Magnetometer (VSM). Moreover, the effects of three parameters: pH, initial color pollutant concentration and adsorbent dosage on the adsorption were studied. The maximum adsorption about 98.99 percent occurs at pH=4, 150 mg/l of the initial concentration of azo dye and adsorbent dosage of 6 g/l. Adsorption data were fitted with Langmuir and Freundlich isotherm models. The results showed that the adsorption data on magnetic chitosan nanocomposite is more adapted with Freundlich model.

کلیدواژه‌ها [English]

  • azo dye
  • chitosan
  • Langmuir
  • Freundlich
  • aqueous solution

مراجع

[1] D. Arya  and P. Kohli, India. Dyes and Chemicals. (2009).
[2] C. Neill, F. Hawke, D. Hawkes, N. Lourenco, H. Pinheiro, W. Delee, Journal of chemical technology and biotechnology.74 (1999) 1009.
[3] Z. Wang, M. Xue, K. Huang, Z. Liu, Huazhong University of Science and Technology. (2011).
 [4] T. Tripathy and De BR, Journal of Physical Science. 10 (2006) 93.
[5] T. Alizadeh and Z. Goodarzi, Journal of Applied Chemistry. 48 (2018) 9.
[6] E. Chung, H. Kim, G. Lee, B. Kwak, J. Jung, H. Kuh, Carbohydrate Polymer. 90 (2012) 1725.
[7] H. Lee, Y. Song, Y. Suh, C. Park, S. Kim, Journal of Molecular Catalysis B: Enzyme. 81 (2012) 31.
[8] G. Dodi, D. Hritcu, G. Lisa, Chemical Engineering Journal. 203 (2012) 130.
[9] P. Yang, C. Lee, Biochemical Engineering Journal. 33 (2007) 284.
[10] E. Denkbaş, E. Kiliçay, C. Birlikseven, E. Öztürk, Reactive and Functional Polymers. 50 (2002) 225.
[11] R. Muzzarelli, Carbohydrate Polymer. 76 (2009) 167.
[12] J. Singh, M. Srivastava, J. Dutta, P. Dutta, International Journal of Biological Macromolecules. 48 (2011) 170.
[13] C. Shen, Y. Shen, Y. Wen, H. Wang, W. Liu, Water Research. 45 (2011) 5200.
[14] H. Zhu, R. Jiang, Y. Fu, J. Jiang, L. Xiao, G. Zeng, Applied Surface Science. 258 (2011) 1337.
[15] H. Zhu, R. Jiang, L. Xiao, G. Zeng, Bioresource Technology. 101 (2010) 5063.
[16] Z .Cheng and A. Tan, International Journal of Photo energy. (2012) 608298.
[17] P. Xu and G.M.Zeng, Chemical Engineering Journal. (2012) 423.
[18] R. Chowdhury and K. Yanful, Journal of environmental management. 91 (2010) 2238.
[19] X. Sun, B. Peng, Y. Ji, J. Chen, D. Li, Journal of AIChE. 55 (2009) 2062.
[20] H. Shih and H. Dong, Journal of Hazardous Materials. 163 (2009) 174.
[21] D. Xu, S. Hein, S. Leslie Loo, K. Wang,  Industrial & engineering chemistry research. 47 (2008) 8796.
[22] H. Momenzadeh, A.R. Tehrani-Bagh, A. Khosravi, K. Gharanjig, K. Holmberg, Desalination. 271 (2011) 225.
[23] L. Zhou, J. Jin, Z. Liu, X. Liang, C. Shang, Journal of hazardous materials. 185 (2011) 1045.
[24] L. Fan, C. Luo, X. Li, F. Lu, H. Qiu, M. Sun, Journal of hazardous materials. 215 (2012) 272.
[25] A. Ramesh, H. Hasegawa, W. Sugimoto, T. Maki, K. Ueda, Journal of Bioresource Technology. 99 (2008) 3801.
[26] N. Travlou, G. Kyzas, N. Lazaridis, E. Deliyanni, Langmuir. 29 (2013) 1657.
[27] F. Rozada, M. Otero, A. Garcia, A. Moran, Journal of Dyes and Pigments. 72 (2007) 47.
[28] O. León, A. Muñoz-Bonilla, D. Soto, D. Pérez, M. Rangel, M. Colina, M. Fernández-García, Carbohydrate Polymers. 194 (2018) 375.
[29] H. K. Agbovi and Lee D.Wilson, Carbohydrate Polymers. 189 (2018) 360.
[30] F. Boorboor Ajdari  and M. Behzad, Journal of Applied Chemistry. 37 (2016) 101.
شیمى کاربردى روز
دوره 15، شماره 54
فروردین 1399
صفحه 185-204

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار