سنتز پلیمر آلی کووالانسی پارا فنیلن دی آمین و کاربرد آن در حذف آلاینده های آلی کاتیونی و آنیونی از محلول های آبی و پساب های صنعتی

نوع مقاله : مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 اصفهان، دانشگاه صنعتی اصفهان، دانشکده شیمی، گروه شیمی تجزیه

2 اصفهان، دانشگاه صنعتی اصفهان، دانشکده شیمی، گروه شیمی آلی

چکیده

در این پژوهش یک جاذب پارا ‌فنیلن دی‌آمین- پلیمر آلی کووالانسی برای حذف آلاینده های آلی کاتیونی و سنتز شد. مشخصات جاذب با استفاده از تکنیک‌های طیف‌سنجی تبدیل فوریه مادون‌قرمز (FT-IR)، پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (FE-SEM)، طیف‌سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (EDX-mapping) و آنالیز BET مورد بررسی قرار گرفت . دو ترکیب رنگی متیلن بلو و متیل اورانژ به ترتیب به عنوان مدل آلاینده کاتیونی و آنیونی انتخاب شدند و قابلیت های جاذب در حذف آلاینده های آلی توسط آنها بررسی شد. نتایج بهینه برای رنگ متیلن بلو با استفاده از 01/0 گرم از جاذب، ۷=pH ، دمای 25 درجه سانتی‌‌گراد و زمان تماس 5 دقیقه و برای رنگ متیل اورانژ، pH 4، دمای 25 درجه سانتی‌‌گراد و زمان تماس 5 دقیقه به‌دست آمد. هم‌دمای جذبی فرندلیچ با داده‌‌های هر دو رنگ در تطابق بود. حداکثر ظرفیت جذب تجربی به ترتیب برای رنگ‌های متیلن بلو 1/48 میلی‌گرم بر گرم و متیل اورانژ ۶/۳۸ میلی‌گرم بر گرم بود. داده‌‌های جذبی برای هر دو رنگ با مدل سینتیکی شبه مرتبه دوم همخوانی داشت. حذف هم‌زمان دو رنگ با استفاده از جاذب پارا ‌فنیلن دی‌آمین- پلیمر آلی کووالانسی موفقیت‌آمیز و با کارایی حذف بیش از99% بود. جاذب با موفقیت برای حذف آلاینده های انتخاب شده از نمونه های حقیقی پساب صنعتی به کاربرده شد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Synthesis of paraphenylenediamine covalent organic polymer and its application for removal of cationic and anionic organic pollutants from aqueous solutions ad industrial wastes

نویسندگان [English]

  • Kiomars Zargoosh 1
  • Reyhane Sadat Rafiei Alavi Alavije 1
  • Roozbeh Soltani 2
  • Mohammad Dinari 2
  • Hossein Moradi Ali abadi 1
1 Isfahan, Isfahan University of Technology, Faculty of Chemistry, Department of Analytical Chemistry
2 Isfahan, Isfahan University of Technology, Faculty of Chemistry, Department of Organic Chemistry
چکیده [English]

In this study, a paraphenylene diamine-organic polymer adsorbent was synthesized for removal of the cationic and anionic organic pollutants. Adsorbent was characterized using Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (FE-SEM), energy diffraction X-ray spectroscopy (EDX-mapping) and BET analysis. Methylene blue and methyl orange were selected as cationic and anionic organic pollutant model. Then the effect of factors such as pH, initial concentration, amount of adsorbent, temperature, contact time and presence of electrolyte on the adsorption efficiency was investigated. The optimum conditions for removal of methylene blue were 0.01 g of adsorbent, pH 7, temperature 25 ° C and contact time of 5 min. For removal of methyl orange the optimum conditions were 0.01 g of adsorbent, pH 4, temperature 25 ° C and contact time of 5 min. According to the obtained data, Freundlich isotherm was consistent with both methylene blue and methylene orange adsorption data. The maximum experimental adsorption capacity was 48.1 mg.g-1 for methylene blue and 38.6 mg.g-1 for methyl orange, respectively. Also, the adsorption data for both dyes were consistent with the second-order kinetic model. Simultaneous removal of two dyes using adsorbent with removal efficiency of more than 99% was successful. The adsorbent was successfully applied for removal of the selected dyes from real industrial wastewaters.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Covalent organic polymer
  • Adsorption
  • Industrial wastewater
  • Methylene blue
  • Methyl orange

مراجع

[1] M. Entezari, Z. Sharifalhoseini and N. Ashraf, Ultrason. Sonochem. 15 (2008) 433.
[2] F. Valinia, N. Rasouli and M. Y. Yousefifard,  J. of  Applied Chemistry. 47 (1397) 287 in Persian.
[3] M. Anbia and S.A. Hariri, Desalination 261 (2010) 61.
[4] R. Mohammadzadeh kakhki, F. Entezari and A. Niknahad, J. of  Applied Chemistry. 54 (1399) 113 in Persian.
[5] E.C. Lima, B. Royer, J.C. Vaghetti, N.M. Simon, B.M. da Cunha, F.A. Pavan, E.V. Benvenutti, R. Cataluña-Veses, C and Airoldi, J. Hazard Mater. 155 (2008) 536.
[6] S. Tunali, A.S. Özcan, A. Özcan and T. Gedikbey, J. Hazard Mater. 135 (2006) 141.
[7] S.P. Lee, N. Mellon, T.K. Lau, A. Mohd Shariff and J.M. Leveque, Key Eng. Mater. 701 )2016( 270.
[8] J. Ge, J. Xiao, L. Liu, L. Qiu and X. Jiang, J. Porous Mater. 23 (2016) 791.
[9] Z.A. Ghazi, L. Zhu, H. Wang, A. Naeem, A.M. Khattak, B. Liang, N.A. Khan, Z. Wei, L. Li and Z. Tang, Adv. Energy Mater. 6 (2016) 1601250.
[10] J. Dong, F. Xu, Z. Dong, Y. Zhao, Y. Yan, H. Jin and Y. Li, RSC adv. 8 (2018) 19075.
[11] H. Zhao, Z. Jin, H. Su, X. Jing, F. Sun and G. Zhu, Chem. Commun. 47 (2011) 6389.
[12] A.A. Mahabadi, M. Hajabbasi, H. Khademi and H. Kazemian, Geoderma, 137 (2007) 388.
[13] H.A. Patel, F. Karadas, A. Canlier, J. Park, E. Deniz, Y. Jung, M. Atilhan and C.T. Yavuz, J. Mate. Chem. 22 (2012) 8431.
[14] J. Piccin, G. Dotto and L. Pinto, Braz. J. Chem. Eng. 28 (2011) 295.
[15] Z. Xiang, D. Cao and L. Dai, Polym. Chem. 6 (2015) 1896.
[16] P.S. Kumar, S. Ramalingam and K. Sathishkumar, Korean J. Chem. Eng. 28 (2011) 149.
[17] S. Yaqub, L.S. Pei, N. Mellon and A.M. Shariff, Procedia Eng. 148 (2016) 249.
[18] K. Sing, Pure Appl. Chem. (1982) 2201.
[19] S. Hashemian, K. Salari, H. Salehifar and Z. Atashi Yazdi, J. Chem. 2013 (2013).
[20] N. Amri, R. Alrozi, M.S. Osman, N. Nasuha and N.S. Aman, in: 2012 IEEE Symposium on Humanities, Science and Engineering Research, IEEE, 2012, pp. 33.
[21] A.G. Rincon and C. Pulgarin, Appl. Catal. B 51 (2004) 283.
[22] M. Alizadeh, E. Ghahramani, M. Zarrabi and S. Hashemi, Iran. J. Chem. Chem. Eng. 34 (2015) 39.
[23] X. Han, W. Wang and X. Ma, Chem. Eng. J. 171 (2011) 1.
[24] N. Ayawei, A.N. Ebelegi and D. Wankasi, J. chem. 2017 (2017).
[25] L. Obeid, A. Bée, D. Talbot, S.B. Jaafar, V. Dupuis, S. Abramson, V. Cabuil and M. Welschbillig, J. colloid interface sci. 410 (2013) 52.
شیمى کاربردى روز
دوره 17، شماره 63
تیر 1401
صفحه 179-198

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار