بررسی کارایی نانوذرات مغناطیسی سیلیکا-استر (fe3o4@sio2-mpap) در حذف رنگ‌زای آنیونی از محلول‌های آبی: مطالعات سینتیکی، تعادلی و ترمودینامیکی

مقدمه: حذف رنگ‌های راکتیوآزو، یکی از مشکلات اساسی در فرایند تصفیه پساب‌های صنایع نساجی شناخته می‌شود. در سال‌های اخیر استفاده از نانوذرات برای حذف و کاهش آلاینده‌ها در محیط‌های آبی بسیار مورد توجه قرار گرفته است. هدف از انجام پژوهش حاضر، سنتز نانوذرات مغناطیسی آهن- سیلیکا با گروه عاملی استر (سیلیکا- استر fe3o4@sio2-mpap) و بررسی کارایی آن‌ها جهت حذف رنگ راکتیو بلک 5 (reactive black-5 یا rb-5) از محلول‌های آبی بود.روش‌ها: سنتز نانوذرات سیلیکا- استر به روش هم‌رسوبی در شرایط قلیایی صورت گرفت. جهت تعیین اندازه نانوذرات، از تکنیک میکروسکوپ الکترونی عبوری (transmission electron microscopy یا tem) استفاده و تاثیر متغیرهای مستقل ph، غلظت اولیه رنگ و مقدار نانوذرات بر راندمان حذف رنگ بررسی گردید. آنالیزهای سینتیک، ایزوترم و ترمودینامیک به منظور تعیین نرخ و مکانیسم جذب انجام شد. در نهایت، کارایی نانوذرات بازیافت شده جهت حذف رنگ rb-5 مورد بررسی قرار گرفت.یافته‌ها: 100 درصد حذف رنگ در 2 = ph، غلظت رنگ 20 میلی‌گرم بر لیتر توسط نانوجاذب سیلیکا- استر با مقدار 0.3 گرم بر لیتر و در مدت زمان 80 دقیقه به دست آمد. مطالعات سینتیکی نشان داد که سینتیک حذف رنگ rb-5 در شرایط بهینه از سینتیک شبه مرتبه دوم تبعیت کرد و فرایند جذب، شیمیایی بود. داده‌های تعادلی جذب به خوبی با مدل ایزوترمی langmuir مطابقت نمود. مطالعات ترمودینامیکی نشان داد که فرایند جذب رنگ به سادگی امکان‌پذیر، خود به‌ خودی و گرماگیر می‌باشد و نانوجاذب‌های سنتز شده پس از پنج مرتبه بازیابی، از کارایی حذف مطلوبی برخوردار بودند.نتیجه‌گیری: نانوذرات سیلیکا- استر در حذف رنگ rb-5 از محلول‌های آبی کارامد می‌باشند و این نانوذرات می‌توانند با توجه به ساختار شیمیایی و قدرت بازیابی مناسب، به عنوان جاذب مناسبی برای حذف رنگ‌های آنیونی از محلول‌های آبی مورد توجه قرار گیرند.