(1qe=(Co-Ce)(V/W) ( در ایننن معادلننه ،qeظرفیننت تعادلی جذب گونه بر روی سطح جاذب1-V ، mg gحجم محلول بر حسب لیترoCو Ce به ترتیب غلظت اولیه و غلظننننت تعننننادلی برحسننننب 1-mg L و Wوزن جاذب بر حسب گرم است.

بررسیی میدل هیا و اارامترهیایسینتیکی جذب
بمنظور یک برآورد نسبی از سینتیک و در نتیجه، تا حدودی سنناز و کننار جننذب ،منندل هننای گوناگون سینتیکی بررسی شدند. معادله شبه درجه اول عموماً به صننورت معادلننه 2 بیننان مننی شود]18[:
Log (qe – qt) = logqe– k1/2.303 t
دراین معادله1k ثابت سرعت جذب شبه درجه اول (1-qe ،(min و qt به ترتیب مقدار گونه جذب شده به وسیله جاذب بر حسب وزن خشک نانو جاذب) 1-(mg g درلحظه تعادل و در زمان t میباشند.
معادله سرعت سینتیکی شبه درجه دو به صورت معادله 3 می-باشد]19[:
t/qt = 1/k2qe2 +t/qe کننه در آن2k ثابننت سننرعت جننذب برحسب(1-(g mg-1min است.

بررسی ایزوترمهای جذب
برای یافتن بیشترین ظرفیت جذب که یکی از مهمترین پارامترها در طراحی و بررسی سامانه جذبی میباشد، ایزوترم-های تعادلی جذب مورد بررسی قرار گرفتند. در ابتدا رابطه بین غلظت تعادلی رنگ آبی نیل پس از جذب و اندازه جذب بر سطح جاذب بررسی شد. سپس با استفاده از داده های تجربی و معادله ایزوترمهای لانگمویر و فرندلیچ نمودارهای مربوطه رسم و بیشترین ظرفیت جذب محاسبه شد. داده های تعادلی بر اساس معادله خطی لانگمویر که به صورت معادله 4 نشان داه شده است، تحلیل شدند]20[.
Ce/qe = 1/KLqmax + 1/qmaxCe در ایننن معادلننهqe: اننندازه جذب در واحد سطح جاذب در زمان تعادل) 1-:Ce ،(mg gغلظنت تعنادلی نهایی ماده جذب شونده پس ازبرقراری تعادلqmax: ظرفینت جنذب بیشینه) 1-mg g( به صورت تک لایه در سطح جاذب و KL: ثابت تعادلی جذب لانگمویربرحسب (1−(L mg منی-باشند.
مدل فرندلیچ نیز مورد بررسی قرار گرفت. در این مدل فرض بر این است که جایگاههای جذبی گوناگون با کارمایه متفاوت )برای جذب( وجود دارند. معادله خطی جذب فرندلیچ به صورت معادله 5 می باشد]20[:
1 logqe=log KF +

log Ce (5)
nF
در ایننن معادلننه KF ثابننت فرندلیچ یا ترم انرژی می باشد که تابعی از سطح پوشیده شده است.n: کمیت وابسته به گرمنا و ینا شندت جنذب اسنت و/n1 مقندار انحنراف از جنذب خطنی اسنت کنه خننوانی خننوبی بننا طیننف 4Fe3O استاندارد داشت .مشاهده پیک های
˚
موج ود در2 براب ر ب ا 4/30، ˚6/35، ˚ 3/43، ˚ 3/57 و˚8/62 طیف دلیل بر تشکیل مگنتیت با فرمول مولکولی 4FeFe2Oدر یک فاز خالص میباشد .
معیننناری از نننناهمگنی سنننطح میباشد.

نتایج و بحث
بررسیییی خیوتییییات نیییانوذرات مغناطیسی
بمنظور بررسی خلوص فاز طیف
)XRD( نانو جناذب گرفتنه شنده
)شکل 2( و با طیف مرجع مگنتیت کارت شماره) 19-629( از کمیته مشننترک اسننتاندارد هننای پننراش پودری) (JCPDS مقایسنه گردیند. طیفXRD نانو جاذب سنتز شده هنم

33

شکل 2- طیف XRDاز نانوذرات آهن اکسید

تصویر نانو جاذب مغناطیسی آهن اکسید سنتز شده به وسیله
TEMبررسننی شنند )شننکل 3( و بننر اساس نتیجه محاسبات نرم افزار دس تگاه می انگین ان دازه ذرات nm20 تعیین شد.

34بررسی

شکل3-تیویر TEM از نانو ذرات مگنتیت
طیفFT-IR نانوجاذب گرفته شده که در) شکل4( ر سم شده ا ست .نوار جذبی قوی م شاهده شده در ناحیه1-cm 580-610 و1-cm410-440 متعلق به پیوند های Fe-O مگنتیت است پیکهای مربنوط بنه مولکنول AMT )شننکل4( در ناحیننه1-cm2500 تننا3000 مربننوط بننه ارتعاشننات پیون دهایC-H موج ود در حلق ه هتروسیکل با کمنی جابنهجنایی و کاهش در شدت آنها در طیف مربوط به Fe3O4/AMT نیز دیده میشوند . پینکه ای موجنود در ناحی ه حدود 1-cm1126و 1490 که در طیف نانوذرات اصلاح شده با مقداری جابهجایی نسبت به طینف مولکنول خالص AMTدیده میشود به ترتینب مربننوط بننه پیننکهننای ارتعاشننی پیوندهنایN-N و C=N موجنود در حلقهی تیادیازول میباشند. پینک در ناحیه1-cm 3263 نشان دهننده حضور 2NH در سطح نانوذرات منی-باشد]20و10[.
35

شکل 4- طیفFT-IR نانو ذرات مگنتیت ، نانو ذرات Fe3O4/AMT و مولکول خالص
پیک ضعیف در ناحیه 2547 تا 2600 حضور SH آزاد را در طینف مولکول خالص AMT نشان میدهند .این پیک در مگنتیت اصلاح شده نیز به صورت پیک ضعیفی مشاهده میشود. حضور گروههنای2NH و SH آزاد نشان میدهد] 10[ کنه بنین ن انوذرات مغناطیس ی و مولک ول AMT پیون د کووالانسننی برقننرار ن شده و مول کول آ لی به صورت فیزیکی با پیوندهای هیدروژنیبه سطح نانوذرات متصل شدهاند.
بننرای اطمینننان از تثبیننت مولکول AMT بر سنطح مگنتینت و همچنین، تعیین مقدارAMT تثبیت شننده بننر سننطح از روش آنننالیز عنصری )کربن، هیدروژن، نیتروژن 2بررسی
و گوگرد( استفاده شد. نتایج ا ین آ نالیز در جدول 1 ارا یه شده است.

36بررسی
جدول 1- آنالیز عنیری (Fe3O4/AMT-MNP)
C H N S عناصر
5.8 0.88 8.83 14.11 مقدار تجربی
0.32 0.04 0.34 0.5 انحراف
استاندارد

تاثیر عوامل گوناگون بر جذب رنگ آلی آبی نیل به وسیله نانو ذرات مغناطیسی Fe3O4/AMT
برای بدست آوردن جذب بهینه و عوامل موثر بر جذب رنگ آلی آبی نیل روی نانو ذرات مغناطیسی آهن اکسید عوامل زیر بررسی شد.

بررسی اثرPH

شکل 5- اثر pH بر روی کارایی حذف رنگ آبی نیل

اثرPH روی کارآیی حذف رننگ آبی نیل در گستره 9-5 بررسی شد)نمودادر شکل 5( بر اساس نتایج بدست آمده مشخص گردید که با افننزایش از PHبرابننر 5 تنناpH برابر 7 آبی نیل به دلیل وجود گروههنای پروتنون بنر روی سنطح دارای بار مثبت و و با توجه به تمایل نانوجاذب اصلاح شده به جذب بار مثبت مقدار جذب افزایش می یابد.

درpH هننای کننمتننر از 7 و محیطهای اسیدی به دلیل وجنود+H این پروتون با آبی نیل رقابت کرده و از مقدار جذب آبی نیلبر روی نانوجاذب کاسته میشنود. با توجه به نتایج 7pH=به عنوان pH بهینننه بننرای ادامننه کننار انتخاب شد.

اثر غلظت رنگ آبی نیل بر مقدار حذف این رنگ به وسیله نانو ذرات مغناطیسی آهن
شکل 6- تاثیر غلظت اولیه بر مقدار جذب رنگ آبی نیل
مجله مواد نوین/ جلد 5/شماره 4/ تابستان 1394 37

4649472048301

برای این منظور، شش محلول در غلظتهای گوناگون از 5 تا 40 بر حسنب ppm از رننگ آبنی نینل ساخته شد. یک می لی لی تر از محلننول را بننه عنننوان شنناهد برداشته و سپس به 10 میلی لیتراز محلول با غلظتهنای مشنخص از رنگ 01/0 گنرم ننانو ذره عامنلدارشنده بنا تینازول را اضنافه کرده و پس از جداسازی نانو ذره به وسیله آهنربا مقدار جذب بنا اس نننننتفاده از دس نننننتگاه اسپکتروفتومتر اندازهگیری شند .عموم اً در بیشتر موارد جنذب روی سننطح جنناذب بننا افننزایش غلظننت افزایش مییابد تا جایی که سنطح نانو جاذب اشباع شود که در این حالت با افزایش غلظت تغییری درمقدار جذب مشاهده نمیشود. اینن حالت در صنورتی رخ منیدهند کنه تمام جایگاههای جذب در جاذب به وسیله جاذب اشنغال منیشنود کنه گفته میشود جاذب اشباع شده است )شکل 6(.

اثر زمان بر فرایند جذب
اثر زمان روی کارایی حذف رنگ آلی آبی نیل در گستره 100-1 دقیقه بررسی شد )نمودار7( بر اساس نتایج بدست آمده ملاحظه شد که تا زمان 30 دقیقه بیشترین مقدار جذب رنگ آلی آبی نیل از آب بوده است. در منحنی جذب آبی نیل روی جاذب جدید سه مرحله وجود دارد ه هر مرحله بیانگر یک فرایند است.
مجله مواد نوین/ جلد 5/شماره 4/ تابستان 1394 1

.

.

شکل 7- اثر زمان روی کارایی حذف

در این سایت فقط تکه هایی از این مطلب با شماره بندی انتهای صفحه درج می شود که ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت کلمات به هم بریزد یا شکل ها درج نشود

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید

ولی برای دانلود فایل اصلی با فرمت ورد حاوی تمامی قسمت ها با منابع کامل

اینجا کلیک کنید

حالت نشان می دهد که جذب به تعادل رسیده است.

بررسیی میدل هیا و اارامترهیای سینتیک جذب
13893807758004


پاسخ دهید