سنتز، مشخصه نگاری و کاربرد نانوذرات مغناطیسی اصلاح شده به عنوان جاذب های جدید برای حذف رنگ ها از محلول های آبی

هدف از این تحقیق تهیه و کاربرد جاذب های مغناطیسی جدید برای حذف موثر آلاینده های رنگی آب بود. ابتدا نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن (fe3o412 (xrd)، میکروسکوپ الکترونی روبشی ( (sem و میکروسکوپ الکترونی عبوری (tem) انجام گرفت. سپس حذف رنگ های سانست یلو و ویکتوریا بلو به ترتیب با استفاده از جاذب های نانو ذرات مغناطیسی اصلاح شده با آمینوپروپیل تری متوکسی سیلان (aptes) و سدیم دو دسیل سولفات (sds) مورد بررسی قرار گرفتند. حذف رنگ سانست یلو با استفاده از جاذب نانو ذرات مغناطیسی اصلاح شده با aptes با اندازه ذرات میانگین 12 نانومتر مورد مطالعه قرار گرفت. اثر عوامل تجربی مختلف شامل ph محلول، غلظت رنگ، نوع شوینده، زمان هم زدن محلول، مقدار جاذب و اثر غلظت نمک بر درصد حذف رنگ بررسی شدند. بیشترین میزان حذف رنگ سانست یلو (%95<) با استفاده از نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن اصلاح شده با aptes در غلظت 0/10 میلی گرم بر لیتر رنگ، پس از زمان 90 دقیقه، در حضور 010/0 گرم از جاذب و ph برابر 1/3 بر اساس کاهش شدت جذب در طول موج 413 نانومتر بدست آمد. در بررسی اثر نمک مشاهده شد که با افزایش غلظت سدیم کلرید به عنوان الکترولیت میزان حذف رنگsy کاهش چشمگیری دارد. استفاده مجدد از نانو ذرات مغناطیسی (fe3o4) اصلاح شده برای حذف رنگ سانست یلو تحت شرایط بهینه مورد بررسی قرار گرفت که در هر بار از 3 میلی لیتر متانول خالص برای شتستشوی جاذب استفاده شد. نتایج نشان داد که نانو ذرات مغناطیسی را می توان حداقل برای چهار بار مورد استفاده قرار داد. دادهای بدست آمده نشان داد که جذب رنگ سانست یلو با استفاده از نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن اصلاح شده از ایزوترم لانگمویر و سینتیک مرتبه دوم پیروی می کند. در ادامه، نانو ذرات مغناطیسی اصلاح شده با sds (80-50 نانومتر) به روش همرسوبی تهیه و مشخصه نگاری گردید و برای حذف رنگ ویکتوریا بلو (vb) استفاده شد. عوامل موثر بر میزان حذف رنگ ویکتوریا بلو مانند اثرph، غلظت رنگ، زمان هم زدن محلول، مقدار جاذب و اثر دما با استفاده از آزمایش های متعدد بهینه شده و اثرات هر کدام از این عوامل بر درصد حذف رنگ ویکتوریا بلو مطالعه شد، در شرایط بهینه، برای رنگ ویکتوریا بلو با غلظت 0/10 میلی گرم بر لیتر، در حضور 010/0 گرم از جاذب مغناطیسی پس از مدت زمان 60 دقیقه در ph برابر 47/7، 96 درصد حذف (در طول موج 591 نانومتر) بدست آمد. اثر دمای محلول روی درصد حذف رنگ (vb) به وسیله نانوذرات مغناطیسی اصلاح شده با sds در دامنه ی دمایی 45-15 درجه سانتی گراد و به مدت 60 دقیقه مورد بررسی قرار گرفت؛ که نتایج نشان داد که افزایش دما در این گستره ی دمایی تأثیر معنی دار روی درصد حذف رنگ ندارد. در ادامه، مدل سنتیک جذب و ایزوترم فرایند جذب بررسی شد که در تمام غلظت ها، سنتیک مرتبه ی دوم و ایزوترم لانگمویر تأیید گردید