مطالعه كاربرد نانولوله كربني پوشيده شده با آلومينا براي حذف هيدروكسي بنزن از محلول‌هاي آبي: جذب سطحي و تعيين پارامتر‌هايي تعادل و سينتيك

سلامت و محيط - فصلنامه علمي پزوهشي انجمن علمي بهداشت محيط ايران

دوره 8 - شماره 2

نوع مقاله: Original Article
چكيده:

زمينه و هدف: فنل و تركيبات فنلي در فاضلاب صنايع جزء آلاينده هاي داراي تقدم هستند. هزينه بالا و كارايي پايين برخي از فرايندهاي تصفيه متداول فاضلاب هاي صنعتي محدوديت هايي را بوجود آورده است. يكي از روش هاي مورد توجه فرايند جذب توسط نانولوله هاي كربني به عنوان يك روش نوين است. اين مطالعه با هدف بررسي كاربرد نانولوله كربني چند جداره پوشيده شده با آلومينا در حذف فنل از محلول هاي آبي انجام شد. روش بررسي: اين مطالعه در مقياس آزمايشگاهي و به صورت ناپيوسته انجام پذيرفت. نانولوله هاي كربني چندجداره با اكسيد آلومينيوم پوشش داده شد. مقادير غلظت فنل با استفاده از اسپكتروفتومتر و از طريق روش رنگ‌سنجي اندازه‌گيري گرديد. اثر تغييرات pH، دوز جاذب، زمان تماس، غلظت اوليه فنل، دما و غلظت نمك هاي مختلف بر كارايي حذف بررسي گرديد. سپس يافته هاي جذب توسط ايزوترم هاي لانگموير و فروندليچ و همچنين سينتيك جذب شرح داده شدند. يافته ها: نتايج نشان دادند كه با كاهش غلظت اوليه فنل، pH و همچنين افزايش دوز جاذب نانو لوله كربني، دما و زمان تماس كارايي فرايند بطور چشمگيري افزايش يافت. به طوري‌كه حذف فنل از محلول در غلظت mg/L4، تحت شرايط اسيدي (3=pH)، دوز جاذب g/L 0/05، دماي45 درجه سانتي گرادو زمان تماس min10 راندمان تا 98/86 درصد افزايش يافت. بررسي رگرسيون هاي ايزوترم حاكي از تبعيت فرايند از مدل لانگموير و سنتيك جذب از نوع شبه درجه دوم است. نتيجه گيري: كارايي بالاي 98 درصدي فرايند جذب در اين مطالعه نشان داد كه نانولوله كربني چند جداره پوشيده شده با آلومينا قابليت خوبي در حذف فنل دارد و مي‌تواند به عنوان يك روش پيشنهادي مناسب و نوين جهت حذف فنل و تركيبات آن از فاضلاب ها مورد استفاده قرار گيرد.

Study of application of alumina-coated carbon nanotube for removal of Hydroxy Benzene from aqueous solutions: Adsorption and determination of equilibrium and kinetics parameters
Article Type: Original Article
Abstract:

Background and Objective: Phenol and phenol derivatives in industrial wastewater are among the pollutants with priorities. The high cost and low efficiency of some routine treatment processes of industrial wastewater has limited their use. One of the new methods under consideration is, nowadays, adsorption using carbon nanotubes. This study was conducted in order to evaluate the application of alumina-coated multiwall carbon nanotubes in eliminating phenol from synthetic wastewater. Materials and Methods: This study was performed in laboratory at batch scale. Multi-wall carbon nanotubes were coated with Alumina. The concentration of phenol was determined by spectrophotometer through photometry. The effect of pH changes, dosage of adsorbent, contact time, the initial concentration of phenol, temperature, and the concentrations of different salts on the efficiency of absorption was evaluated. Then, the absorption results were described using the Langmuir and Freundlich isotherms and the synthetics of absorption. Results: It was found that absorption efficiency increased significantly by decreasing the initial concentration of phenol and pH and by increasing the carbon nanotube dosage, temperature, and contact time. On the other hand, the maximum elimination of phenol from the solution (98.86%) occurred at 4 mg/l phenol concentration, under acidic conditions (pH=3), at adsorbent dosage of 0.05 g/l, at temperature of 45°C, and contact time of 10 min. Evaluation of the regressions isotherms showed that the process follows the Langmuir model and second-degree synthetic absorption. Conclusion: The high efficacy (98%) of the adsorption process in this study showed that alumina-coated multiwall carbon nanotubes have a good capability in eliminating phenol and can be used as an appropriate and new method for eliminating phenol and its derivatives from wastewater.