بررسی کارایی نانو ذرات آهن صفر (nZVI) تهیه‌ شده به روش سنتز سبز در حذف رنگ اسید بلک 1 از محلول‌های آبی: مطالعه سینتیک و ایزوترم

خلاصه فارسی

زمینه و هدف: رنگ اسید بلک 1 به دلیل داشتن حلقه های بنزنی، سمیت، جهش زایی، سرطان زایی و دیر تجزیه پذیری، یکی از خطرات عمده برای سلامت انسان و محیط زیست به شمار می رود. این مطالعه با هدف تعیین شرایط بهینه حذف AB-1 توسط نانوذرات nZVI سنتز شده به روش سبز، از محلول‫های آبی انجام گرفت. روش کار: ساختار و مرفولوژی نانوذره با استفاده از تکنیک­هایFT-IR و SEM بررسی شد. غلطت رنگ با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتر در طول موج nm618 تعیین گردید. در این مطالعه متغیرهای زمان واکنش، pH محلول، مقدار جاذب و غلظت رنگ مورد ارزیابی قرار گرفت. برای تعیین ایزوترم و سینتیک جذب از دو مدل ایزوترمی لانگمویر و فروندلیچ و مدل های سینتیکی شبه درجه اول و دوم استفاده گردید. یافته­ها: پس از سنتز نانوذرات nZVI به روش سبز، صحت ساختار نانوذره تولیدی با استفاده از آنالیزهای فیزیکی- شیمیایی مورد بررسی قرار گرفت. راندمان حذف در شرایط بهینه برای AB-1 با غلظت 50 میلی­گرم بر لیتر، دوز نانوذره 1 گرم بر لیتر، pH برابر3 و زمان واکنش 60 دقیقه 3/96 درصد حاصل شد. نتایج حاصل از مطالعه ایزوترم و سینتیک جذب برای AB-1 نشان داد که فرآیند جذب از ایزوترم فروندلیچ و سینتیک شبه درجه دوم تبعیت می‌کند. ظرفیت جذب بیشینه نانوذره با استفاده از مدل لانگمویر برابر34/76 میلی گرم بر گرم تعیین شد. نتیجه گیری: مطالعه حاضر نشان داد که نانو ذرات nZVI می‫تواند به‌عنوان یک جاذب مؤثر جهت حذف رنگ AB-1 از محلول‌های آبی مورد استفاده قرار گیرد.

عنوان انگليسی

Investigating the Efficiency of Zero-Valent Iron Nanoparticles (nZVI) Produced by Green Synthesis in Removing the Acid Black 1 from Aqueous Solution: A Kinetic and Isotherm Study

خلاصه انگلیسی

Background & objectives: Acid black 1 dye is one of the major dangers for human health and environment due to its benzene rings, poisonousness, mutagenicity, carcinogenicity and late degradability. The current research was aimed at determining optimum conditions for removing AB-1 from aqueous solutions through synthesized nZVI nanoparticles using green method. Methods: The structure and morphology of nanocomposites was investigated using FTIR and SEM techniques. The dye density was determined using spectrophotometer in the wavelength of 618nm. The reaction time of the variables, pH of the solution, absorption amount and the dye’s density were all evaluated in this study. To determine the isotherm and absorption kinetic, two isotherm models of Langmuir and Freundlich as well as pseudo-first and second order kinetic models were utilized. Results: Having synthesized nZVI nanoparticles through green method, the correctness of the produced nanoparticles’ structure was evaluated using physical-chemical analyses. During optimum conditions, the removal efficiency for AB-1 with the density of 50 mg/L, the dose of nanoparticle of 1g/L, the pH equal to 3 and the time of reaction as 60 min, was 96.3%. The results of investigating isotherm and absorption kinetic for AB-1 indicated that absorption process followed Freundlich’s isotherm and pseudo-second order kinetic. The maximum absorption capacity of the nanoparticles determined to be 76.34mg/g using Langmuir model. Conclusion: The present research showed that nZVI nanoparticles could be used as an effective absorbent for the removal of AB-1 dye from aqueous solutions. Keywords: Surface Absorption; Green Synthesis; Acid Black 1; Zero Valent Iron Nanoparticle

Document Downloads