علوم و مهندسی آب و فاضلاب

علوم و مهندسی آب و فاضلاب

کاربرد نانو سیمهای مس برای حذف‌ متیل اورانژ از پساب سنتزی با استفاده از امواج فراصوت: متدولوژی سطح-پاسخ

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشیار گروه شیمی، دانشگاه صنعتی خاتم الانبیاء، بهبهان، ایران.
2 دانشجوی کارشناسی ارشد گروه شیمی، دانشگاه صنعتی خاتم الانبیاء، بهبهان، ایران.
3 استادیار گروه شیمی، دانشگاه صنعتی خاتم الانبیاء، بهبهان، ایران.
چکیده
در این مطالعه از نانوسیم­های مس (NW-Cu) به‎عنوان جاذب برای از بین بردن رنگزای خطرناک آزو (متیل اورانژ) استفاده شده است. ریزساختار نانو سیم­های مس با تکنیک میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) بررسی شد. تأثیر عوامل مرتبط مانند: pH، مدت زمان امواج فراصوت، غلظت رنگ‎زا و مقدار جاذب بر حذف متیل اورانژ مورد آزمایش قرارگرفت. برای بهینه سازی فرایند جذب از روش سطح پاسخ و طرح مرکب مرکزی با بهره‎گیری از سه سطح و چهار عامل موثر استفاده شد. بالاترین درصد حذف (1/89) در شرایط بهینه ppm 16 غلظت رنگ‎زا، 16 دقیقه زمان امواج فراصوت و 18 میلی گرم جاذب به‎دست آمد. نتایج ایزوترم و سینتیک انجام شده نشان‎داد که جذب به‎کمک مدل ایزوترم لانگمویر با ضریب همبستگی991/0و مدل سینتیکی شبه درجه دوم با ضریب همبستگی 999/0 انجام می‌شود. نانو سیم­های مس می‎تواند به‎عنوان یک جاذب مؤثر و مقرون به‎صرفه برای حذف متیل اورانژ از فاضلاب‎های صنعتی مورد استفاده قرارگیرد.
کلیدواژه‌ها

علی‎محمدی، ف.، قبادی‎نژاد، ز.، و برقعی، س.،م.، (1402)، "بهینه‌سازی شرایط رنگ‎زدایی رنگ Reactive Red 194 از پساب سنتتیک توسط کپک بومی Trametes species"، علوم و مهندسی آب و فاضلاب، (آماده انتشار)، https://doi.org/10.22112/JWWSE.2024.420674.1377.
Ahlawat, W., Kataria, N., Dilbaghi, N., Hassan, A.A., Kumar, S., and Kim, K.H., (2020), “Carbonaceous nanomaterials as effective and efficient platforms for removal of dyes from aqueous systems”, Environmental Research, 181, 108904, https://doi.org/10.1016/j.envres.2019.108904.
Baig, U., Uddin, M.K., and Gondal, M.A., (2020), “Removal of hazardous azo dye from water using synthetic nano adsorbent: Facile synthesis, characterization, adsorption, regeneration and design of experiments”, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 584, 124031, https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2019.124031.
Chen, Z.X., Jin, X.Y., Chen, Z., Megharaj, M., and Naidu, R., (2011), “Removal of methyl orange from aqueous solution using bentonite-supported nanoscale zero-valent iron”, Journal of Colloid and Interface Science, 363(2), 601-607, https://doi.org/10.1016/j.jcis.2011.07.057.
Crini, G., (2005), “Recent developments in polysaccharide-based materials used as adsorbents in wastewater treatment”, Progress in Polymer Science, 30(1), 38-70, https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2004.11.002.
Darwish, A.A.A., Rashad, M., and AL-Aoh, H.A., (2019), “Methyl orange adsorption comparison on nanoparticles: isotherm, kinetics, and thermodynamic studies”, Dyes and Pigments, 160, 563-571, https://doi.org/10.1016/J.DYEPIG.2018.08.045.
Erek Şen, N., and Mine Şenol, Z., (2023),  “Effective removal of Allura red food dye from water using cross-linked chitosan-diatomite composite beads”, International Journal of Biological Macromolecules,  253,  126632, https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2023.126632.
Ghadami, F., Valian, M.,  Atoof, F.,  Dawi, E.A., Miranzadeh, M.B., Mahdi, M.A., Salavati-Niasari, M., (2024), “Response surface methodology for optimization of operational parameters to remove tetracycline from contaminated water by new magnetic Ho2MoO6/Fe2O3 nano adsorbent”, Results in Engineering,  21, 101746, https://doi.org/10.1016/j.rineng.2023.101746.
Gupta, V.K. (2009) , “Application of low-cost adsorbents for dye removal, A review”, Journal of Environmental Management, 90(8), 2313-2342, https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2008.11.017.
Hajjaji, M., and El Arfaoui, H. (2009), “Adsorption of methylene blue and zinc ions on raw and acid-activated bentonite from Morocco”, Applied Clay Science, 46(4), 418-421, https://doi.org/10.1016/j.clay.2009.09.010.
Khodadoust, S., Ghaedi, M., Sahraei, R., and Daneshfar, A., (2014), “Application of experimental design for removal of sunset yellow by copper sulfide nanoparticles loaded on activated carbon”, Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 20(5), 2663-2670, https://doi.org/10.1016/j.jiec.2013.10.053.
Khodadoust, S., Pirayesh, F., Zeraatpisheh, F., (2024), “ Solid‐phase extraction of losartan and chlordiazepoxide from biological samples using sponge‐activated carbon”, Separation Science Plus, 7, 2024, 2300096,  https://doi.org/10.1002/sscp.202300096.
Rauf, M.A., Meetani, M.A., and  Hisaindee, S., (2011), “An overview on the photocatalytic degradation of azo dyes in the presence of TiO2 doped with selective transition metals”, Desalination, 276(1-3), 13-27,  https://doi.org/10.1016/j.desal.2011.03.071.
Robati, D., Mirza, B., Rajabi, M., Moradi, O., Tyagi, I., Agarwal, S., and Gupta, V.K., (2016), “Removal of hazardous dyes-BR 12 and methyl orange using graphene oxide as an adsorbent from aqueous phase”, Chemical Engineering Journal, 284, 687-697, https://doi.org/10.1016/j.cej.2015.08.131.
Shotipruk, A., Kaufman, P.B., and Wang, H.Y., (2001), “Feasibility study of repeated harvesting of menthol from biologically viable menthaxpiperata using ultrasonic extraction”, Biotechnology Progress, 17(5), 924-928,  https://doi.org/10.1021/bp010074u.
Sun, L., Zhang, R., Wang, Y., and  Chen, W., (2014), “Plasmonic Ag@AgCl nanotubes fabricated from copper nanowires as high-performance visible light photocatalyst”, ACS Applied Materials & Interfaces  6, 17, 14819-14826, https://doi.org/10.1021/am503345p.
Tolkou, A.K., Tsoutsa, E.K., Katsoyiannis, I.A., and  Kyzas, G.Z., ( 2024), “Simultaneous removal of anionic and cationic dyes on quaternary mixtures by adsorption onto banana, orange and pomegranate peels”, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects,  685, 133176, https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2024.133176.
Wan, X., Zhan, Y., Long, Z., Zeng, G., and He, Y., (2017), “Core@ double-shell structured magnetic halloysite nanotube nano-hybrid as efficient recyclable adsorbent for methylene blue removal”, Chemical Engineering Journal, 330, 491-504,  https://doi.org/10.1016/j.cej.2017.07.178.
Zafar, M.N., Dar, Q., Nawaz, F., Zafar, M.N., Iqbal, M., and Nazar, M.F., (2019), “ Effective adsorptive removal of azo dyes over spherical ZnO nanoparticles”, Journal of Materials Research and Technology, 8(1), 713-725, https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2018.06.002.
دوره 9، شماره 3
پاییز 1403
صفحه 51-61

  • تاریخ دریافت 11 دی 1402
  • تاریخ بازنگری 19 اردیبهشت 1403
  • تاریخ پذیرش 25 اردیبهشت 1403