بررسی حذف رنگ اسید بلاک از محلول های آبی با استفاده از نانوذرات مگنتیت

Persian Abstract

سابقه و هدف: این مطالعه با هدف بررسی حذف رنگزای اسید بلاک 1 از محلول‌های آبی توسط نانوذرات 4O3Fe سنتز شده به روش هم رسوبی شیمیایی انجام گرفت. مواد و روش‌ها: در این مطالعه تجربی نانو ذره 4O3Fe به روش هم‌رسوبی شیمیایی با استفاده از محلول آهن 2 و 3 ظرفیتی در حضور گاز نیتروژن سنتز شد. هم چنین اثر pH اولیه محلول، دوز جاذب، زمان تماس، غلظت اولیه آلاینده، دما، غلظت نمک و مداخله‌گرهایی مثل نیترات، سولفات، فلوراید، کلرور و سختی روی حذف رنگزای اسید بلاک 1 مورد بررسی قرار گرفت. هم‌چنین تبعیت فرایند جذب از ایزوترم­های فروندلیخ و لانگمویر و سینتیک های درجه اول و دوم کاذب مورد بررسی قرار گرفت. یافته‌ها: نتایج نشان داد که با کاهش pH اولیه محلول و دوز جاذب، ظرفیت جذب نانوذره افزایش، اما با افزایش دما و افزایش غلظت رنگ، کارایی حذف کاهش می‌یابد. بالاترین کارایی حذف برای غلظت اولیه 25 میلی‌گرم در لیتر در pH برابر با 2، زمان واکنش 60 دقیقه و دوز نانو ذره گرم در لیتر 98 درصد بدست آمد. هم چنین مداخله‌گرهای نیترات، سولفات، فلوراید، کلرور و سختی تاثیر بسیار کمی در کاهش ظرفیت جذب رنگ توسط نانو ذره 4O3Fe از خودشان نشان دادند. حذف رنگ با استفاده از نانو ذره 4O3 Feاز ایزوترم فروندلیچ (991/0R2=) و هم چنین سینیتیک جذب از درجه دوم کاذب (992/0R2=) تبعیت می‌کند. استنتاج: نتایج نشان داد که نانو ذره 4O3Fe سنتز شده به طور قابل ملاحظه‌ای قادر به حذف رنگزای اسید بلاک 1 در مدت زمان کم از محلول‌های آبی می‌باشد. بنابراین به عنوان یک جاذب موثر می‌تواند جهت حذف مواد رنگی مورد استفاده قرار گیرد.

Title

Removal of Acid Black 1 from Aqueous Solutions Using Fe3O4 Magnetic Nanoparticles

English Abstract

Background and purpose: The aim of this study was to investigate the efficiency of Fe3O4 nanoparticles synthesized by the chemical co-precipitation method for removal of black acid 1 from aquatic solutions. Materials and methods: In an experimental study, the Fe3O4 nanoparticle was synthesized by the chemical co-precipitation method using Fe+2 and Fe+3 solution in the presence of N2. The effect of different parameters including initial pH, adsorbent dose, contact time, initial dye concentration, temperature, and EC and also intervening variables such as nitrate, sulfate, fluoride, chloride and hardness were investigated. In addition, equilibrium data was fitted into Langmuir and Freundlich isotherm model, and pseudo-second order and pseudo-first order kinetic models. Results: We found that the adsorption capacities of nanoparticle increased when pH and adsorbent dose decreased. But the removal efficiency decreased by increase in temperature and dye concentration. Also intervening variables (nitrate, sulfate, fluoride, chloride, and hardness) were found to have low effect on decreasing the color absorption capacity by Fe3O4 nanoparticles. The removal of dye using Fe3O4 nanoparticle complies with Freundlich isotherm model (R2= 0.991). Also, the equilibrium adsorption data fitted with pseudo-second order kinetic (R2= 0.992). Conclusion: This study showed that the Fe3O4 nanoparticle is highly capable of removing black acid 1 dye from aqueous solutions in low contact time. Therefore, the Fe3O4 nanoparticle can be considered as an effective adsorbent in dye removal.

Document Downloads