مطالعات هم دماهای تعادلی جذب رنگ متیلن بلو توسط mil-101 (cr) اصلاح شده با نانوذره های روی اکسید

آلاینده های نوظهور ناشی از آب یکی از بزرگترین نگرانی های جامعه مدرن ما هستند و جذب سطحی به عنوان یکی از امیدوار کننده‌ترین روش‌ها برای حذف آنها مشخص شده‌ است. تهیه جاذب کارا نقش حیاتی در روش جذب دارد. در این مطالعه، جاذب جدیدی از چارچوب آلی فلزی mil – 101(cr) به روش هیدروترمال سنتز شد، سپس سطح آن توسط نانو ذره های روی اکسید اصلاح شد تا جاذب جدید mil – 101(cr)@zno  بدست آید. جاذب توسط آنالیزهای xrd, ftir, fesem, edx , bet مشخصه یابی شد. کارایی جاذب در جذب متیلن بلو توسط مطالعات هم دماهای تعادلی جذب در شرایط بهینه ی آزمایشگاهی 9= ph، مقدار جاذب 0.0035 گرم، حجم محلول رنگ 50 میلی لیتر، زمان تماس 60 دقیقه، در دماهای گوناگون(60، 40 ، 35 درجه سلسیوس) و در غلظت های گوناگون از رنگ متیلن بلو ( 11، 10، 9، 8، 6 میلی گرم بر لیتر) مورد بررسی قرار گرفت. داده های جذب تعادلی با مدل های هم دما های تعادلی دو پارامتری لانگمویر، فروندلیچ، تمکین، الوویچ و دوبینین - رادوشکویچ (dr) برازش داده شدند. نتیجه های بدست آمده نشان داد که ترتیب تبعیت جذب رنگ هم دماهای مورد بررسی به صورت دوبینین – رادوشکویچ > تمکین > فروندلیچ > الوویچ > لانگمویر می باشد. این ترتیب نشان داد که جذب متیلن بلو به صورت چند لایه ای بیشتر از تک لایه ای صورت می گیرد. هم دمای تعادلی دوبینین رادوشکویچ با بیشترین ضریب همبستگی (0.9767= r^2 ) و پایین بودن متوسط انرژی آزاد(0.975=e ژول بر مول) نشان داد جذب فیزیکی، فرایند غالب جذب است.  حداکثر ظرفیت جذب هم دمای تعادلی لانگمویر در دمای 313 کلوین با مقدار 258.7143= qmax میلی گرم بر گرم تعیین شد، فاکتور جداسازی در همان دما( 0.4364=rl) نیز نشان دهنده جذب مطلوب است.در هم دمای تعادلی فروندلیچ، شدت جذب و ضریب همبستگی به ترتیب 1.3825= n و 0.879= r^2 بدست آمد. گرمای جذب هم دمای تعادلی تمکین  57.192=bt ژول بر مول و بیشترین ظرفیت جذب از هم دمای تعادلی الوویچ 333.3333= qmax میلی گرم بر گرم بدست آمد. علاوه بر این، مقدار مقادیر ترمودینامیکی نشان داد که فرآیند جذب آلاینده یک فرآیند خود به خود و گرماگیر است. تمامی شواهد مطالعه حاضر دال برآن است که جذب متیلن بلو بر روی جاذب مذکور از یک فرآیند فیزیکی پیروی می کند.

equilibrium isotherms studies of methylene blue adsorption by mil-101(cr) modified with zinc oxide nanoparticles

emerging pollutants from water are a significant concern in modern society, and surface adsorption has been identified as a promising method to eliminate them. preparation of an effective adsorbent is crucial for the adsorption method. in this study, a new adsorbent of metal organic frameworks, mil-101(cr)@zno, was synthesized by modifying mil 101(cr) with zinc oxide nanoparticles using the hydrothermal method. the adsorbent was characterized using xrd, ftir, fesem, edx and bet analysis. the adsorbent’s efficiency was evaluated by studies of adsorption equilibrium isotherms under optimal conditions ph = 9, amount of adsorbent 0.0035 g, volume 50 ml, time 60 minutes, at different temperatures (60, 40, 35 °c) and concentrations of methylene blue (6, 8, 9, 10, 11 mg/l). the equilibrium adsorption data were analyzed using langmuir, freundlich, temkin, alovich, and dubinin-radoshkevich(dr) two-parameter equilibrium isotherms models. the obtained results showed that the order of dye adsorption of the studied isotherms is as follows: dubinin-radoshkevich>temkin>freundlich>alovich>langmuir. additionally, the order showed that the adsorption of methylene blue occurs in a multilayered form. the isotherm of dubinin-radoshkevich with the highest correlation coefficient (r2=0.9767) and low average free energy (e=0.975 j/mol) showed that physical adsorption is the dominant process of adsorption. the maximum adsorption capacity of langmuir isotherm was determined at the temperature of 313 k with the value of qmax=258.7143 mg/g, the separation factor at the same temperature (rl=0.4364) indicating favorable adsorption. the freundlich adsorption intensity and correlation coefficient values were n=1.3825 and r2=0.879, respectively. the heat of adsorption in the temkin’s model was calculated to be bt=57.192 j/mol, and the highest adsorption capacity was obtained from elovich’s isotherm qmax=333.3333 mg/g. further, the amount of thermodynamic values showed that the adsorption process of the pollutant is a spontaneous and endothermic process. the present study’s evidence indicates that the adsorption of methylene blue follows a physical process.