مدل سازی جذب فلوراید و کاربرد طراحی Box-Behnken و روش شناسی سطح پاسخ در حذف آرسنیک (V) از محلول های آبی با استفاده از نانوآلومینا پوشش داده شده بر روی نانوتیوب کربنی چند جداره (MWCNTs)

زمینه و هدف: فلوئور عنصری است که به طور گسترده در پوسته کره زمین یافت می شود. فواید و مضرات فلوراید در بدن انسان ، به غلظت آن بستگی دارد. مصرف آب آلوده به آرسنیک در درازمدت باعث بروز انواع اثرات نامطلوب بهداشتی از جمله ضایعات پوستی و سرطان در مصرف کنندگان می شود. هدف از این مقاله کارائی نانوالومینا بر روی نانوتیوب کربن در حذف فلوراید و آرسنیک (V) از محلول های آبی است. روش بررسی: در این مطالعه ، آلومینای کریستال در مقیاس نانو بر روی نانوتیوب کربنی چند جداره بوسیله روش سل – ژل به عنوان یک جاذب در استخراج فاز جامد برای حذف فلوراید و آرسنیک (V) مورد استفاده قرار گرفت. از روش سطح پاسخ بر مبنای طراحی  Box-Behnkenجهت ارزیابی اثر متغیرهای مستقل بر عملکرد پاسخ ( راندمان حذف آرسنیک (V) ) و همچنین پیشگوئی بهترین مقدار پاسخ استفاده شد. در این مطالعه تاثیر پارامترهای مختلف از جمله:   زمان تماس min ۱۲۰-۱۰، دوز جاذب (g/L۱/۵-۰/۲۵) و pH  = ۳-۹غلظت اولیه فلوراید mg/L ۸-۲  بر کارایی فرایند بررسی شد. ساختار نانو با تکنیک های پراکنش پرتو ایکس XRD ،  SEM و TEM مشخص گردید. در این پژوهش از دو مدل ایزوترم فروندلیچ و لانگمویر جهت محاسبه ثابت تعادل استفاده گردید. یافته ها: نتایج نشان داد که با افزایش زمان تماس و دوز جاذب میزان حذف فلوراید افزایش می یابد. اما با افزایش pH و غلظت اولیه فلوراید راندمان حذف آن کاهش می یابد مقدار بالای (۰/۹۴) ۲ R نشان می دهد که حذف آرسنیک (V) می تواند بوسیله این مدل تعریف شود. ایزوترم فروندلیچ با R۲ بیش از ۰/۹۹۷ بهترین نمودار برای داده های آزمایش است و از این مدل تبعیت بیشتری دارند. نتیجه گیری: استفاده از نانوآلومینای پوشش داده شده بر روی نانوتیوب کربنی چند جداره (MWCNTs) می تواند راندمان حذف آرسنیک (V) و فلوراید را بشدت افزایش دهد.

کلیدواژه ها:

Arsenic(V) ، Nano-Scale Alumina ، Multi Walled Carbon ، Nano tube ، Fluoride ، adsorption isotherm ، Box-Behnken ، آرسنیک (V) ، نانوآلومینا بر روی نانوتیوب کربنی چند جداره ، فلوراید ، ایزوترم جذب ، باکس بنکن