مطالعه سینتیک و ترمودینامیک حذف رنگزای مالاشیت سبز با استفاده از نانو کامپوزیت نانولوله کربنی چند دیواره کربوکسیل دار-سلولز- نانو ذرات منیزیم اکسید

نوع مقاله : مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 گروه شیمی ، دانشکده علوم پایه، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم وتحقیقات، تهران، ایران

2 گروه شیمی ، دانشکده علوم پایه، دانشگاه آزاد اسلامی واحد شهر قدس، تهران، ایران

چکیده

از ترکیب دو یا چند ماده، کامپوزیت ها بدست می آیند که خواص فیزیکی و شیمیایی متفاوتی نسبت به مواد اولیه از خود نشان می دهند. امروزه، استفاده از نانوکامپوزیت ها به عنوان جاذب برای تصفیه پساب کارخانه های تولید رنگزا، به دلیل خواص فیزیکی و شیمیایی ویژه از زمینه های مورد علاقه پژوهشگران است. در این پژوهش، سینتیک و ترمودینامیک جذب ماده رنگزای مالاشیت سبز توسط جاذب نانوکامپوزیت سه جزئی شامل نانولوله کربنی چند دیواره کربوکسیل دار، سلولز و ذرات نانو اکسید منیزیم بررسی شد. برای این منظور، مدل سینتیک شبه مرتبه اول، چهار نوع از مدل سینتیک شبه مرتبه دوم (نوع اول، دوم، سوم و چهارم) و مدل سینتیک الوویچ بررسی شد. همچنین، تغییرات انرژی آزاد گیبس ،آنتالپی و آنتروپی فرآیند جذب سطحی بررسی شد. بررسی سینتیکی نشان داد فرایند انجام شده با مدل سینتیک شبه مرتبه دوم ( نوع دوم) مطابقت بیشتری دارد. همچنین نتایج ترمودینامیکی نشان دهنده گرماگیر و خود به خودی بودن فرایند جذب سطحی رنگزای‌ مالاشیت سبز بر روی جاذب ها می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Adsorption of malachite green dye composites based on MWCNT-COOH-cellulose as new adsorbent: kinetics and thermodynamic study

نویسندگان [English]

  • mohammad sajjad khalili 1
  • karim zare 1
  • Omid Moradi 2
1 Department of Chemistry, Faculty of Basic Sciences, Islamic Azad University, Science and Research Unit, Tehran, Iran
2 Department of Chemistry, Faculty of Basic Sciences, Islamic Azad University, Quds City Branch, Tehran, Iran
چکیده [English]

Two or more materials are combination for the composites synthesis that exhibit different physical and chemical properties than the primitive materials. Today, the use of nanocomposites as adsorbents for the treatment of dusts of dye-producing factories, due to their physical and chemical properties, is one of the fields of interest for researchers. In this study, the kinetics and thermodynamics of the green malachite dye were investigated by two nanocomposite adsorbents including carboxylated multi-wall carbon nanotube, cellulose, and magnesium nano-oxide particles. For this purpose, the first-order kinetic model, four types of second-order kinetic models (type I, II, III, and IV) and the Elovich kinetic model were investigated. Also, Gibbs free energy changes, enthalpy and entropy of the adsorption process were investigated. A kinetic study showed that the process performed with the second-order pseudo-second kinetic model (type II) was better. Also, thermodynamic functions, such as ΔG°, ΔH°, and ΔS° were calculated and it reveals that the adsorption MG dye on both surfaces was spontaneous and endothermic in nature.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Adsorption
  • Malachite green
  • Nanocompsite
  • MgO nano particle
  • Kinetic
  • Thermodynamic

مراجع

[1] V.K. Gupta, J. Environ. Manage, 90 (2009) 2313.
[2] M. Rajabi, K. Mahanpoor, O. Moradi, Composites, Part B, 167 (2019) 544.
[3] W. Xiaohong, J. Chenglong, H. Bingxia, W.Yingying, H. Chen, W. Jingbo , Chemosphere, 206 (2018) 587.
[4] M. Mahboobeh, V. zoha, E. hossein, J. Of Applied Chemistry, 51 (1398) 163, in Persian.
[5] H. Yeit, K. Li Ming, W. M. Abdul,             J. Environ. Chem. Eng., 6 (2018) 4588.
[6] M. Rajabi, K. Mahanpoor, O. Moradi, Rsc Advances, 7(74) (2017) 47083.
[7] B. Enayatpour, M. Rajabi, O. Moradi, N. Asdolehzade, A. Nayak, S. Agarwal, V. K. Gupta, J. Mole. Liq, 254 (2018) 93.
[8] D. Shao , Z. Jiang , X. Wang , J. Li , Y. Meng .  J. Phys. Chem., 29 (2009), 860.
[9] M. Rajabi, O. Moradi, M. Sillanpää, K. Zare, A. M. Asiri, S. Agarwal, V. K. Gupta, J. Mol Liq, 293 (2019) 111484.
[10] M.S. Khalili, K. Zare, O. Moradi, M. Sillanpä, J. Nanostruct. Chem., 8 (2018) 103.
[11] M. Yari, M. Rajabi, O. Moradi, A. Yari, M. Asif, S. Agarwal, V.K. Gupta, J. Mol. Liq, 209 (2015) 50.
[12] Y.S. Ho, G. McKay, Process Biochem, 34 (1999) 451.
[13] D. Robati, M. Rajabi, O. Moradi, F. Najafi, I. Tyagi, S. Agarwal, V. K. Gupta, J. Mol. Liq, 214 (2016) 259.
[14] M. Yari, M. Norouzi, A. Hossein Mahvi, M. Rajabi, A. Yarie, O. Moradie, TyagifI, V.K. Gupta, Water Treat, 57 (2016) 11195.
[15] S. Senthilkumaar, P. Kalaamani, K. Porkodi, P.R Varadarajan, C.V. Subburaam, Bioresource Technology, 97 (2006)1618.
[16] D. Robati, S. Bagheriyan, M. Rajabi, O. Moradi, A. Ahmadi Peyghan, Phys. E (Amsterdam, Neth.), 83 (2016) 1.
[17] D. Robati, S. Bagheriyan, M. Rajabi, Int. Nano Lett, 5 (3) (2019) 179.
[18] Sh. Afsaneh, Z. Shirin, H. Sayyed Hossein, J. Of Civil Engineering, 16(2) (1395) 161, in persian.
[19] S. Agnihotri, R. Singhal, J. Polym. Environ, 27 (2) (2019) 372.
[20] M. Rajabi, O. Moradi, K. Zare, Int. Nano Lett, 7 (1) (2019) 35.
[21] W. Konicki, M. Aleksandrzak, D. Moszyński, E. Mijowska, J. Colloid Interface Sci, 496 (2017) 188.
[22] M. Rajabi, K. Mahanpoor, O. Moradi, J. Appl. Polym. Sci. 136 (22) (2019) 47495. DOI: 10.1002/APP.47495.
[23] M. Ghasemi, S. Mashhadi, M. Asif, I. Tyagi, S. Agarwal, V. K. Gupta, J. Mol. Liq, 213 (2016) 317.
[24] N. Gupta, A. K. Kushwaha, M.C. Chattopadhyaya,         Arabian J. Chem, 9 (2016) S707.
[25] M. Rajabi, B. Mirza, K. Mahanpoor, M. Mirjalili, F. Najafi, O. Moradi, H. Sadegh, R. Shahryari-ghoshekandi, M. Asif, I. Tyagi, S. Agarwal, J. Ind. Eng. Chem, 34 (2016) 130.
[26] M. Rajabi, O. Moradi, A. Mazlomifar, Int. J. Nano Dimens, 6(3) (2015) 227.
[27] B. Tanhaei, A. Ayati, M. Lahtinen, M. Sillanpaa, Chem. Eng. J, 259 (2015) 1.
[28] B. Enayatpour, M. Rajabi, M. Yari, S. M. R. Mirkhan, F. Najafi, O. Moradi, A. K. Bharti, S. Agarwal, V. K. Gupta, J. Mol. Liq, 231 (2017) 566.
[29] N. Marzieh, R. Fatemeh, E. Morteza, A. Sh. Seyed Morteza, J. Of Applied Chemistry, 52 (1398) 271, in Persian.
[30]. M. Rajabi, O. Moradi, M. Sillanpää, K. Zare, A.M Asiri, S. Agarwal, V.K. Gupta, J. Mol. Liq, 293 (2019) 111484.
[31]. D Robati, B Mirza, M Rajabi, O Moradi, I Tyagi, S Agarwal, VK Gupta, Chem. Eng. J, 284 (2016) 687.
[32]. F. Najafi, O. Moradi, M. Rajabi, M. Asif, I. Tyagi, S. Agarwal, V.K. Gupta, J. mol.  liq, 208 (2015) 106.
[33] H. Kazemi, M. Rajabi, B. Fahimirad, J. Of Applied Chemistry, 53 (1398) 21, in Persian.
[34] A. Fatemeh, M. Maryam, R. Nahid, J. Of Applied Chemistry, 52 (1398) 149, in Persian.
شیمى کاربردى روز
دوره 15، شماره 56
مهر 1399
صفحه 51-68

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار