ایزوترم، سینتیک و ترمودینامیک جذب رنگزای راکتیو آبی5 (RB5) با استفاده از کامپوزیت مغناطیسی کربن فعال و نانو ذرات Fe3O4

نویسندگان

1 مهندسی بهداشت محیط، دانشگاه علوم پزشکی تهران

2 گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشگاه علوم پزشکی ایران

چکیده

در مطالعه حاضر کربن فعال مغناطیسی شده (AC-Fe3O4) به دلیل جداسازی سریع و آسان و عدم ایجاد آلودگی ثانویه در محلول، سنتز شد و به عنوان جاذب در حذف رنگزا راکتیو آبی 5 (RB5) از محیط‌های آبی مورد استفاده قرار گرفت. ویژگی‌های فیزیکی، سطحی و ریخت‌شناسی جاذب سنتز شده با استفاده از روش‌های TEM, EDX, SEM, XRD و BET بررسی گردید. به علاوه کارآیی جاذب در حذف ماده رنگزا در محیط ناپیوسته با بررسی تاثیر متغیرهایی نظیر pH، زمان تماس، مقدار جاذب، غلظت اولیه رنگ و دمای محلول مطالعه و برای ارزیابی داده‌ها از دو مدل ایزوترم لانگمیر و فروندلیچ و دو مدل سینتیکی شبه درجه اول و دوم استفاده شد. نتایج نشان داد که در pH بهینه برابر 3 و زمان تعادل 15 دقیقه، کارایی جذب با افزایش دما و مقدار جاذب مصرفی و کاهش غلظت اولیه ماده رنگزا، افزایش یافته است. نتایج حاصل از مطالعه ایزوترم‌ها و سینتیک‌های جذب نشان داد که فرآیند جذب از ایزوترم لانگمیر (0.999R2>) و مدل سینتیک شبه درجه دوم (0.995R2>) تبعیت می‌کند. حداکثر ظرفیت جذب تحت شرایط بهینه بر مبنای ایزوترم لانگمیر mg/g 250 حاصل گردید. مقادیر به دست آمده از متغیرهای ترمودینامیکی نیز نشان داد که جذب RB5 روی AC-Fe3O4اندوترمیک و خودبخودی است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Isotherm, Kinetic and Thermodynamic of Reactive Blue 5 (RB5) Dye Adsorption Using Fe3O4 Nanoparticles and Activated Carbon Magnetic Composite

نویسندگان [English]

  • B. Kakavandi 1
  • R. Rezaei Kalantary 2
  • A. Esrafili 2
  • A. Jonidi Jafari 2
  • A. Azari 1
1 Department of Environmental Health Engineering, Tehran University of Medical Sciences
2 Department of Environmental Health Engineering, Iran University of Medical Sciences
چکیده [English]

In this study, magnetized activated carbon was synthesized due to quick and easy separation and no secondary pollution in solution, and was used as an adsorbent for the removal of Reactive Blue (RB5) from aqueous solution. Physical, surface and morphological properties of the synthesized adsorbent were analyzed by XRD, SEM, EDX, TEM and BET techniques. Furthermore, the efficiency of the adsorbent in removal of dye in a batch system was studied by investigating the impact of different parameters such as pH, contact time, adsorbent dosage, initial dye concentration and solution temperature. Langmuir and Freundlich isotherms and two models kinetically of pseudo first-order and pseudo second-order were used to investigate the experimental data. Results showed that at an optimum pH of 3 and an equilibrium time of 15 minutes, adsorption efficiency increases with increasing temperature and the amount of adsorbent used and decrease in the initial dye concentration. Results from studying the isotherms and kinetics of adsorption indicated that adsorption process follows Lungmuir isotherm (R2>0.999) and the kinetic model of pseudo second-order (R2>0.995). The maximum adsorption capacity was calculated 250 mg/g under optimum conditions based on Langmuir isotherm. Also, the calculated values from thermodynamic parameters showed that the adsorption of RB5 on AC-Fe3O4 is endothermic and spontaneous.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Reactive Blue 5
  • Adsorption
  • Activated carbon magnetic
  • Fe3O4 nanoparticles
  • Isotherm
  • Kinetic
  • Thermodynamic