اصلاح نانولوله‌های کربنی و بررسی کاربرد آن در حذف رنگزای مستقیم آبی 86

نویسندگان

دانشکده مهندسی نساجی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر

چکیده

در این تحقیق، اصلاح نانولوله‌های کربنی چند دیواره با یک سطح فعال کاتیونی (ستیل تری متیل آمونیوم برماید: CTAB) و کاربرد آن برای حذف رنگزای مستقیم آبی 86 (DB86) بررسی گردید. نمونه‌های اصلاح نشده و اصلاح سطح شده توسط طیف‌گیری زیر قرمز (FTIR) و میکروسکوپ الکترونی پویشی (SEM) مطالعه شد. تأثیر متغیرهای فرآیندی مانند مقدار جاذب، غلظت اولیه محلول رنگزا و pH در دمای oC 25 بررسی گردید. سازوکار فرآیند جذب، توسط ایزوترم‌های حالت تعادل لانگمیور و فروندلیش بررسی شد. نتایج نشان داد که جذب رنگزای آبی 86 بر روی نانولوله‌های کربنی خام و اصلاح شده از ایزوترم لانگمیور تبعیت می‌کند. حداکثر ظرفیت جذب لانگمیور توسط نانولوله‌های کربنی خام و اصلاح شده برای رنگزای مستقیم آبی 86 به ترتیب مقدار 69.93 و mg/g 149.25 به دست آمد. از مدل‌های سینتیک شبه مرتبه اول و شبه مرتبه دوم برای بررسی سینتیک فرآیند جذب استفاده شد. مشخص شد که فرآیند جذب با یک تقریب خوب از مدل سینتیک مرتبه دوم تبعیت می‌کند. مطالعات فرآیند جذب نشان داد که ظرفیت جذب نانولوله‌های کربنی اصلاح شده در مقابل نانولوله‌های کربنی خام بسیار بالاتر می‌باشد، بنابراین می‌توان این جاذب را به عنوان یک جاذب موثر و کارآمد برای حذف رنگزاهای آنیونی از پساب‌های نساجی به کار برد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Modification of Multi-walled Carbon Nanotubes and Its Application for Removal of Direct Blue 86

نویسندگان [English]

  • J. Ghobadi
  • M. Arami
  • H. Bahrami
Department of Textile Engineering, Amirkabir University of Technology
چکیده [English]

In this study, the modification of multi-walled carbon nanotube (MWCNT) with a cationic surfactant (cetyl trimethyl ammonium bromide, CTAB) and its application for removal of Direct Blue 86 (DB86) was investigated. The raw and functionalized samples were characterized by Fourier Transform Infrared (FTIR) spectroscopy and scanning electron microscopy (SEM). The influence of operational parameters such as adsorbent dosage, initial dye concentration and pH were studied at 25oC. Understanding the mechanism of the adsorption, Langmuir and Freundlich models were used. The results indicate that the data for adsorption of DB86 onto raw and modified carbon nanotubes fitted well to Langmuir isotherm. The Langmuir adsorption capacities of raw and modified carbon nanotube for DB86 were established as 69.93 and 149.25 mg/g, respectively. Pseudo first and second-order models were adopted to evaluate data and elucidate the kinetic adsorption process. The rates of sorption were found to conform to pseudo-second order kinetic with good correlation. The adsorption experiments indicated that the capacity of modified carbon nanotubes is more significant than raw carbon nanotubes, thus it could be used as an effective adsorbent for removing anionic dyes from textile waste waters.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Modified carbon nanotubes
  • cationic surfactant
  • Dye removal
  • Isotherm
  • Kinetic