بهینه سازی فرآیند حذف آلاینده های دارویی از پساب های صنعتی با استفاده از نانوکامپوزیت مغناطیسی کربن فعال اصلاح شده: رویکرد روش سطح پاسخ (RSM)

ورود آلاینده های دارویی به منابع آب سطحی و زیرزمینی به یکی از چالش های زیست محیطی جدی در مهندسی صنایع شیمیایی تبدیل شده است. پژوهش حاضر با هدف بهینه سازی فرآیند حذف آلاینده دارویی ایبوپروفن از پساب های صنعتی با استفاده از نانوکامپوزیت مغناطیسی کربن فعال اصلاح شده (Fe_۳ O_۴@AC) انجام شد. بدین منظور، نانوکامپوزیت مغناطیسی به روش هم رسوبی سنتز و با آنالیزهای ساختاری مشخصه یابی گردید. فرآیند جذب سطحی تحت تاثیر چهار متغیر مستقل شامل pH، مقدار جاذب، غلظت اولیه آلاینده و زمان تماس، با استفاده از روش سطح پاسخ (RSM) مبتنی بر طراحی باکس-بنکن (BBD) طراحی و بهینه سازی شد. نتایج مدل سازی نشان داد که مدل درجه دوم همبستگی بسیار بالایی با داده های تجربی دارد. بر اساس نتایج آنالیز واریانس، متغیرهای pHو مقدار جاذب بیشترین اثر را بر راندمان حذف داشتند. شرایط بهینه در pH=۵، مقدار جاذب ۰.۸" g/L" ، غلظت اولیه ۲۰" mg/L" و زمان ۴۵" min" حاصل شد که در این شرایط، راندمان حذف تجربی معادل ۹۶.۴%به دست آمد. بررسی های تعادلی نشان داد که فرآیند جذب از مدل هم دمای لانگمویر با بیشینه ظرفیت جذب ۱۴۲.۸" mg/g" و سینتیک جذب از مدل شبه مرتبه دوم پیروی می کند. این مطالعه نشان می دهد که نانوکامپوزیت سنتز شده پایداری و قابلیت بازیابی مغناطیسی بالایی داشته و می تواند به عنوان یک گزینه کارآمد در تصفیه پساب های صنعتی مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه ها:

نانوکامپوزیت مغناطیسی ، کربن فعال اصلاح شده ، ایبوپروفن ، روش سطح پاسخ ، ایزوترم جذب ، سینتیک شیمیایی.