حذف رنگ از پساب توسط مهره های مغناطیسی آلژینات/ نانو ذرات fe3o4 تحت میدان مغناطیسی

تخلیه پسابهای سمی از صنایع مختلف اثرات زیانباری بر روی منابع آبی، حاصلخیزی خاک، موجودات زنده آبزی و تمامیت اکوسیستمها می گذارد. از میان روش های تصفیه، جذب سطحی یکی از موثرترین روش های حذف رنگ از پساب می باشد. هدف از پژوهش انجام شده استفاده از نانو ذرات اکسید آهن fe3o4 کپسوله شده با مهره های آلژینات و بررسی کارایی آن در حذف رنگ متیلن بلو از محلول آبی می باشد. در این پژوهش، نانو ذرات اکسید آهن fe3o4 ابتدا توسط یون سیترات پوشش دار می گردند و سپس با سدیم آلژینات کپسوله می شوند. برای تعیین ترکیب درصد مهره های سنتز شده از طیف سنجی جذب اتمی (aas) و از طیف سنجی مرئی-فرابنفش برای اندازه گیری میزان جذب رنگ استفاده شد. جذب رنگ متیلن بلو در دو حالت پیوسته و ناپیوسته انجام پذیرفت و مطالعات مربوط به ایزوترم و سینتیک جذب در حالت پیوسته جذب صورت گرفت. در حالت ناپیوسته عامل های غلظت اولیه رنگ، مقدار جاذب بر مبنای خشک، زمان تماس، ph و بزرگی میدان مغناطیسی توسط طراحی آزمایش به روش تاگوچی و آرایه متعامد شامل 16 آزمایش مورد بررسی قرار گرفتند. شرایط بهینه انجام آزمایش ها در حالت ناپیوسته توسط روش تاگوچی بدین صورت به دست آمدند: غلظت اولیه رنگ:ppm 20، مقدار جاذب بر مبنای خشک: 1 گرم، زمان تماس: 180 دقیقه، ph : 11و بزرگی میدان مغناطیسی: 293 گوس. در این شرایط تخمین تاگوچی برای مقدار متوسط حذف رنگ برابر 122/59% بود که پس از انجام آزمایش های تایید کننده، مقدار متوسط حذف رنگ 8/60% به دست آمد. در حالت پیوسته عامل های غلظت اولیه رنگ، مقدار نانو ذرات اکسید آهن به کار برده شده در جاذب، زمان تماس و بزرگی میدان مغناطیسی توسط طراحی آزمایش به روش تاگوچی و آرایه متعامد شامل 16 آزمایش در ph بهینه یکسان 11 و مقدار 10 گرم جاذب مرطوب مورد بررسی قرار گرفتند. شرایط بهینه انجام آزمایش ها در حالت پیوسته توسط روش تاگوچی بدین صورت می باشند: غلظت اولیه رنگ:ppm 20 ، مقدار نانو ذرات اکسید آهن به کار برده شده در جاذب: 1 گرم، زمان تماس: 60 دقیقه و بزرگی میدان مغناطیسی: 440 گوس. در این شرایط پیش بینی روش تاگوچی برای مقدار متوسط حذف رنگ معادل 68/85% بود که مقدار متوسط حذف رنگ 88/86% به دست آمده از آزمایش های تایید کننده تطابق خوبی با مقدار پیش بینی شده داشت. زمان تعادلی جذب رنگ توسط جاذب در حالت پیوسته 90 دقیقه به دست آمد. مدل سینتیکی شبه مرتبه اول تطابق بهتری با داده های آزمایشگاهی نسبت به مدل های شبه مرتبه دوم و نفوذ درون ذره ای داشته است. داده های آزمایشگاهی با ایزوترم فرندلیچ تطابق بیشتری داشتند و جذب رنگ بر سطح جاذب از نوع جذب فیزیکی و به صورت گرمازا می باشد. حداکثر مقدار ظرفیت جذب در دمای 15/293 کلوین معادل mgg-1 106/38 به دست آمد.