پیوندهای مفید
اخبار و اعلانات
آمار
| تعداد نشریات | 158 |
| تعداد شماره‌ها | 6,225 |
| تعداد مقالات | 67,685 |
| تعداد مشاهده مقاله | 115,001,476 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 89,680,225 |
سنتز و کاربرد نانوکامپوزیت گرافن مغناطیسی برای حذف سدیم دودسیل بنزن سولفونات (SDBS) از محلول‌های آبی | ||
| نشریه محیط زیست طبیعی | ||
| مقاله 4، دوره 72، شماره 3، مهر 1398، صفحه 325-338 اصل مقاله (1.17 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/jne.2019.271670.1593 | ||
| نویسندگان | ||
| آرش خوشنودفر1؛ نادر بهرامی فر* 2؛ حبیب الله یونسی1 | ||
| 1دانشگاه تربیت مدرس | ||
| 2گروه آموزشی محیط زیست‏‏/دانشگاه تربیت مدرس | ||
| چکیده | ||
| سورفاکتانت‌ها یکی از مهم‌ترین آلاینده‌های منابع آب‌های سطحی و زیرزمینی هستند و خطرات بالقوه‌ای برای سلامتی انسان و محیط زیست ایجاد می‌نمایند. هدف از این پژوهش بررسی نانو کامپوزیت گرافن مغناطیسی در حذف سدیم دودسیل بنزن سولفونات از محلول‌های آبی است. در این مطالعه تجربی از پوست پرتقال به عنوان منبع کربنی برای سنتز گرافن به روش پیرولیز استفاده شد. همچنین با استفاده از روش حلال گرمایی مغناطیسی کردن جاذب انجام گردید. ویژگی جاذب با تکنیک‌های FTIR، VSM، AFM، SEM و طیف سنجی رامان مورد آنالیز قرار گرفت. اثر متغیرهای مقدار جاذب، pH، غلظت اولیه آلاینده و زمان واکنش در حذف SDBS بررسی شد. پارامترهای جذب با مدل‌های هم‌دمای لانگمویر و فروندلیچ و دو مدل سینتیک شبه مرتبه اول و سینتیک شبه مرتبه دوم تعیین گردید. بر اساس یافته‌های پژوهش دوز جاذب 20 میلی‌گرم، pH معادل 3 و زمان تماس 60 دقیقه به عنوان شرایط بهینه برای حذف SDBS حاصل شد. بررسی ایزوترم و مدل های سینتیکی نشان داد که داده‌های تجربی فرایند حذف با مدل لانگمویر (9989/0 = R2) و سنتیک شبه مرتبه دوم (9992/0 ≥ R2) همبستگی دارند. بیشترین ظرفیت جذب تعادلی برای SDBS توسط نانوکامپوزیت گرافن مغناطیسی 276 میلی گرم برگرم به دست آمد. آزمایشات واجذب با استفاده از اتانول و متانول انجام گرفت که به ترتیب 74 و 76 درصد بازیابی جاذب را نشان دادند. نتایج نشان داد در شرایط بهینه، بررسی نانو کامپوزیت‌های گرافن مغناطیسی پتانسیل موثری را در حذف سدیم دودسیل بنزن سولفونات از محلول‌های آبی داشته و به دلیل خاصیت مغناطیسی، جداسازی آن از محلول آبی ساده و سریع است. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| آلودگی آب؛ فرایند جذب؛ سورفاکتانت؛ سدیم دودسیل بنزن سولفونات؛ گرافن مغناطیسی | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Synthesis and application of magnetic graphene nanocomposite for removal sodium dodecyl benzenesulfonate (SDBS) from aqueous solutions | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Arash Khoshnoodfar1؛ Nader Bahramifar2؛ habibollah younesi1 | ||
| 1Univercity of tarbiat modares | ||
| 2Tarbiat Modares university | ||
| چکیده [English] | ||
| Surfactants are one of the most important pollutants of surface water and underground water resources, and create potential health risks for humans and environment. The purpose of present study was to synthesize the MGNCs to be used for the removal of sodium dodecyl benzenesulfonate (SDBS) from aqueous solutions. First, graphene was synthesized through pyrolysis of orange peel as carbon precursor and KOH as an activating agent. The magnetic adsorbent nanocomposite was prepared through the solvothermal method using ferric chloride hexahydrate. The absorbent characteristics were analyzed using Fourier transformed infrared (FT-IR), vibrating sample magnetometer (VSM), Atomic force microscope (AFM), scanning electron microscopy (SEM) and Raman spectrometer techniques. The effects of the adsorbent amount, pH, the initial concentration of SDBS, and contact time were investigated for removal of SDBS. The adsorption isotherms were interpreted using Langmuir and Freundlich models and the kinetic data of adsorption process was also evaluated using pseudo-first-order and pseudo-second-order kinetic models. Based on the findings of the study, the absorbent dose of 20 mg, pH 3 and the contact time of 60 min were found to be the optimal conditions for the removal of SDBS. The equilibrium isotherm data fitted well with the Langmuir model (R2 = 0.9989) and the pseudo-second-order kinetic model was found to explain the adsorption kinetics more effectively (R2 = 0.9992). The maximum adsorption capacity of SDBS onto magnetic graphene nanocomposite was attained to be about 276 mg/g. Desorption experiments of ethanol and methanol from MGNCs were performed. The percentage adsorption recoveries of ethanol and methanol were 74 and 76%, respectively. The results showed that the as-synthesized MGNCs has an efficient and cheap adsorbent for removal of SDBS because of its high adsorption capability, high porosity, and large surface area and has the advantage of easy and rapid separation from the aqueous solution via external magnetic field. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| water contamination, Adsorption, Surfactant, sodium dodecyl benzene sulfonate, graphene | ||
| مراجع | ||
|
Ahmad, M.A., Alrozi, R., 2011.Removal of malachite green dye from aqueous solution using rambutan peel-based activated carbon: Equilibrium, kinetic and thermodynamic studies. Chemical Engineering Journal 171, 510-516. Ai, L., Zhang, C., Chen, Z., 2011. Removal of methylene blue from aqueous solution by a solvothermal-synthesized graphene/magnetite composite. Journal of hazardous materials 192, 1515-1524. Aksu, Z., Tunç, Ö., 2005. Application of biosorption for penicillin G removal: comparison with activated carbon. Process biochemistry 40, 831-847. Bandala, E.R., Pelaez, M.A., Salgado, M.J., Torres, L., 2007. Degradation of sodium dodecyl sulphate in water using solar driven Fenton-like advanced oxidation processes. Journal of Hazardous Materials 151, 578-584. Chandra, V., Park, J., Chun, Y., Lee, J.W., Hwang, I.C., Kim, K.S., 2010. Water-dispersible magnetite-reduced graphene oxide composites for arsenic removal. ACS nano 4, 3979-3986. Deliyanni, E.A., Lazaridis, N.K., Peleka, E.N., Matis, K.A., 2004. Metals removal from aqueous solution by iron-based bonding agents. Environmental Science and Pollution Research, 11, 18-21. Eichhorn, P., Rodrigues, S.V., Baumann, W., Knepper, T.P., 2002. Incomplete degradation of linear alkylbenzene sulfonate surfactants in Brazilian surface waters and pursuit of their polar metabolites in drinking waters. The Science of the Total Environment 284, 123-134. Fan, T., Liu, Y., Feng, B., Zeng, G., Yang, C., Zhou, M., Wang, X., 2008. Biosorption of cadmium (II), zinc (II) and lead (II) by Penicillium simplicissimum: Isotherms, kinetics and thermodynamics. Journal of Hazardous Materials 160, 655-661. Guo, X., Du, B., Wei, Q., Yang, J., Hu, L., Yan, L., Xu, W., 2014. Synthesis of amino functionalized magnetic graphenes composite material and its application to remove Cr (VI), Pb (II), Hg (II), Cd (II) and Ni (II) from contaminated water. Journal of Hazardous Materials 278, 211-220. Hao, Y.M., Man, C., Hu, Z.B., 2010. Effective removal of Cu (II) ions from aqueous solution by amino-functionalized magnetic nanoparticles. Journal of Hazardous Materials 184, 392-399. Lü, M., Li, J., Yang, X., Zhang, C., Yang, J., Hu, H., Wang, X., 2013. Applications of graphene-based materials in environmental protection and detection. Chinese Science Bulletin, 58, 2698-2710. Muramatsu, H., Kim, Y.A., Yang, K.S., Cruz‐Silva, R., Toda, I., Yamada, T., Terrones, M., Endo, M., Hayashi, T., Saitoh, H., 2014. Rice Husk‐Derived Graphene with Nano‐Sized Domains and Clean Edges. Small 10, 2766-2770. parhizgar, F., varasteh moradi, H., alishahi, A.R., rezaei, H., 2018. Evaluation the effectiveness of chitosan extracted from the shrimp shells to remove Sodium dodecyl benzene sulfonat (SDBS) from aqueous solution. Journal of Environmental Science and Technology 52, 1-7 (in Persian). Saleh, T.A., Naeemullah., Tuzen, M., Sarı, A., 2017. Polyethylenimine modified activated carbon asnovel magnetic adsorbent for the removal ofuranium from aqueous solution. Chemical Engineering Research and Design 117, 218-227. Sayari, A., Hamoudi, S., Yang, Y., 2004. Applications of pore-expanded mesoporous silica. 1. Removal of heavy metal cations and organic pollutants from wastewater. Chemistry of Materials 17, 212-21. Su, Q., Pang, S., Alijani, V., Li, C., Feng, X., Müllen, K., 2009. Composites of graphene with large aromatic molecules. Advanced materials 21, 3191-3195. Tang, Y., Guo, H., Xiao, L., Yu, S., Gao, N., Wang, Y., 2013. Synthesis of reduced graphene oxide/magnetite composites and investigation of their adsorption performance of fluoroquinolone antibiotics. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects 424, 74-80. Tugba, O.H., Idil, A.A., Gulcan, B., 2011. Multivariate analysis of anionic, cationic and nonionic textile surfactant degradation with the H2O2/UV-Cprocess by using the capabilities of response surface methodology. Journal of Hazardous Materials 185, 193-203 Valizadeh, S., Younessi, H., Bahramifar, N., 2017. Production of mesoporous activated carbon from cone of Iranian pine tree (Pinus eldarica) using chemical activation for adsorption of sodium dodecylbenzene sulfonate from aqueous solution. Journal of Environmental Science and Technology 19, 139-153 (in Persian). Xue, B., Zhu, J., Liu, N., Li, Y., 2015. Facile functionalization of graphene oxide with ethylenediamine as a solid base catalyst for Knoevenagel condensation reaction. Catalysis Communications 64, 105-109. Yuksel, E., Sengil, I, A., Ozacar, M., 2009. The removal of sodium dodecyl sulfate in synthetic wastewater by peroxi-electrocoagulation method. Chemical Engineering Journal 152, 347-353. Zhang, Z., Deng, Y., Shen, M., Han, W., Chen, Z., Xu, D. and Ji, X., 2009. Investigation on rapid degradation of sodium dodecyl benzene sulfonate (SDBS) under microwave irradiation in the presence of modified activated carbon powder with ferreous sulfate. Desalination, 249, 1022-1029. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 1,782 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 676 |
||