حذف رنگ آزو از فاضلاب مصنوعی با استفاده ازنانو-دیاتومیت تثبیت شده در آلژینات کلسیم

مقدمه:حضور رنگ های آلی تخلیه شده در محیط های آبی توسط صنایع نساجی می تواند موجب اثرات نامطلوب بر زندگی آبزیان و در نتیجه سلامت انسان باشد. بنابراین، رنگ زدایی از محیط های آبی برای حفاظت از محیط زیست ضروری می باشد. به همین دلیل، در این مطالعه نانو ذرات دیاتومیت در آلژینات کلسیم تثبیت شده و به عنوان جاذب نانو کامپوزیت برای حذف رنگ آلی آزویی (دایرکت آبی15) از محیط های آبی مورد استفاده واقع شد.روش بررسی: در ابتدا، دیاتومیت ایرانی داخل یک آسیاب سیاره ای مجهز به کاربید تنگستن طی مدت 20 ساعت خرد شده و به اندازه نانو تبدیل گردید. برای تثبیت نانو ذرات دیاتومیت، محلول آلژینات سدیم 2 درصد استفاده شد. میکروسکوپ الکترونی روبشی، پراش اشعه ایکس و آنالیز اسپکتروفتومتر مادون قرمز، برای تعیین مشخصات نانو ذرات دیاتومیت تثبیت شده استفاده گردید. ارلن مایر های 50 میلی لیتری بعنوان راکتورهای آزمایشگاهی جریان ناپیوسته استفاده شدند. غلظت های مورد نظر محلول رنگ، بوسیله رقیق سازی محلول ذخیره (یک گرم بر لیتر) آماده شدند. تاثیر پارامترهای مختلف عملیاتی نظیر ph، زمان تماس، مقدار جاذب، غلظت اولیه رنگ به همراه ایزوترم و کینتیک جذب مورد بررسی قرار گرفتند. پس از هر آزمایش میزان غلظت رنگ باقیمانده به روش اسپکتروفتومتری اندازه گیری گردید.یافته ها:مطابق با نتایج، با افزایش زمان تماس و دوزاژ جاذب، میزان جذب رنگ آلی افزایش یافت، در حالی که کاهش غلظت اولیه رنگ منجر به کاهش میزان جذب آن گردید. جذب رنگ دایرکت آبی15 در شرایط قلیایی مطلوب تر بود. دیاتومیت تثبیت شده در مقایسه با دیاتومیت خام، منجر به افزایش جذب رنگ گردید. مطابق با ضریب همبستگی بدست آمده، جذب دایرکت آبی15 از مدل کینتیک درجه دوم کاذب و مدل ایزوترم لانگموئر تبعیت نمود. حداکثر ظرفیت جذب نانوکامپوزیت دیاتومیت/آلژینات برای دایرکت آبی15 معادل 33/22 میلی گرم بر گرم بدست آمد. نتیجه گیری:نتایج این تحقیق نشان داد که نانوکامپوزیت دیاتومیت/آلژینات، به دلیل کارایی بالا، دردسترس بودن معادن دیاتومیت در کشور و هزینه پایین، می تواند به طور موثری برای رنگ زدایی ازپساب های نساجی به کار رود.

Removal of Azo Dye from Synthetic Wastewater Using Immobilized Nano-Diatomite Within Calcium Alginate

Introduction: The presence of organic dyes, discharged by textile industries, in aqueous environments can cause detrimental effects on aquatic life and subsequently human health. Therefore, the decolorization of aquatic environments is mandatory to protect the environment. For this reason, in the present study, nanosized diatomite was immobilized within calcium alginate as a nanocomposite adsorbent for removing organic azo dye (Direct blue 15) from aqueous solutions. Methods: First of all, Iranian diatomite was grinded in a planetary ball mill equipped with tungsten carbide cup for 20 h to achieve nanoparticles of the diatomite. For the immobilization of nanostructured diatomite, a 2% sodium alginate solution was used. Scanning electron microscopy (SEM), Xray diffraction (XRD) and Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy were used to characterize immobilized nanodiatomite. Fifty milliliter Erlenmeyer flasks were used as batch flow mode experimental reactors. Working solutions were prepared by the dilution of stock solution (1 g/L) to desired concentrations. The effect of different operational parameters including contact time, initial pH, adsorbent dosage and initial dye concentration along with kinetic and isotherm of the adsorption were evaluated. After each experiment, the residual concentration of the dyes was measured spectrophotometrically.Results: As results, the adsorption of organic dye increased with increasing contact time and adsorbent dosage, while increasing initial dye concentrations resulted in decreasing the adsorption. The adsorption of DB15 was favored at basic PH. The immobilization of diatomite led to enhancing the adsorption of DB15 compared to diatomite alone. According to the obtained correlation coefficient, the adsorption of DB15 obeyed pseudosecond order kinetic model and Langmuir isotherm model. The maximum adsorption capacity of diatomite/alginate nanocomposite for the adsorption of DB15 were found about 33.22 mg/g.Conclusion: The results of this study showed that the diatomite/alginate nanocomposite can be used effectively for treating colored effluents containing azo dyes. Because of its high efficiency, availability of diatomite mines in our country, it can be used as an economic adsorbent for the decolorization of textile effluents.