حذف رنگدانه متیلن بلو از محلول های آبی توسط کامپوزیت بتا سیکلودکسترین/ اکسیدروی

چکیده: سابقه و هدف: استفاده زیاد از سموم دفع آفت در کشاورزی و ورود مقداری از این ترکیبات در آب و محصولات سبب شده است تا یکی از راهبردهای اصلی در کشاورزی، افزایش سطح سلامت جامعه با استفاده کمتر از سموم دفع آفات و در نتیجه تولید محصول سالم و در وهله بعد جداسازی سموم موجود در آب های آلوده قبل از رهاسازی در محیط زیست باشد. سم در کشاورزی به ماده شیمیایی طراحی شده برای کشتن آفت ها اطلاق می شود. سم در زنجیره غذایی گاهی تا چند هزار بار تغلیظ شده و بیشتر آنها به ویژه اگر دارای حلقه آروماتیک باشند به آسانی تجزیه نمی شوند. هدف از این پژوهش جذب سطحی متیلن بلو از محلول آبی توسط کامپوزیت بتا سیکلودکسترین/ اکسیدروی است. مواد و روش ها: نانوکامپوزیت بتا سیکلودکسترین/ اکسیدروی از روش سل-ژل در محلول آبی و تحت جو نیتروژن سنتز شده و با استفاده از تکنیک های FTIR، SEM وXRD با موفقیت شناسایی شد. طول موج جذب ماکزیمم متیلن بلو، با استفاده از دستگاه اسپکتروفوتومتر UV-VIS و اسکن محدوده طول موج 400 تا800 نانومتر در 665 نانومتر تعیین شد. جذب سطحی متیلن بلو بر کامپوزیت بتا سیکلودکسترین/ اکسیدروی به صورت ناپیوسته ارزیابی شد. pH اولیه (1، 4 ، 7 ،9 و 12)، مقدار اولیه جاذب (005/0، 01/0، 015/0 و 02/0 گرم)، غلظت اولیه متیلن بلو (20،10،5 و30 میلی گرم بر لیتر)، و زمان تماس تا 40 دقیقه و نیز فرایند واجذب بررسی مورد مطالعه قرار گرفتند. مدل های همدمای جذب لانگمویر، فروندلیچ و تمکین بررسی شدند. داده های تجربی با مدل های سینتیکی مختلف مطالعه شدند. پارامترهای ترمودینامیکی در جذب سطحی شامل تغییر انرژی آزاد گیبس (∆G0)، تغییرآنتروپی (∆S0) و تغییر آنتالپی(∆H0) با بررسی فرایند جذب در چند دمای مختلف اندازه گیری شدند. یافته ها: کمترین مقدار جذب در 7=pH و بیشترین مقدار در pH اسیدی 1 مشاهده می شود. به نظر می رسد افزایش جذب متیلن-بلو در pH اسیدی به دلیل تبدیل آلاینده به آنیون است که موجب جذب سطحی قدرتمندتر می شود. تا 15 دقیقه پس از شروع فرایند، جذب با سرعت انجام شده و سپس با سرعت کمتری انجام می شود. جذب بعد از 30 دقیقه به تعادل می رسد. بیشترین ظرفیت جذب در غلظت 5 میلی گرم بر لیتر از آلاینده در حضور 005/0 گرم در لیتر از جاذب و در دمای 20 درجه سانتی گراد اتفاق می افتد. فرایند جذب گرمازا و با کاهش انتروپی همراه است. مقادیر ثابت های ترمودینامیکی ∆H0 و ∆S0 به ترتیب kj/mol 185/55- و j/(k∙mol) 62/195- می باشند. در دمای 20 درجه سانتی گراد مقدار انرژی آزاد ژیبس j/(k∙mol)65/2131 است و با افزایش بیشتر دما تا 37 درجه تا j/(k∙mol) 19/5457 افزایش می یابد. ایزوترم تمکین با ضریب همبستگی 9818/0 و ثابت KT برابر 493/0 مطابقت خوبی با داده های تجربی دارد. مدل سینتیکی شبه درجه دوم با ضریب همبستگی 9578/0 و ثابت سرعت min-1M-107/0 مدل سینتیکی مناسبی برای توصیف جذب است.

کلیدواژه ها:

آب ، متیلن بلو ، سنتز ، کامپوزیت ، جذب سطحی