>
Fa   |   Ar   |   En
   سنتز نانوذرات جاسازی‌شده در پلیمر: نانوساختار پلی‌آنیلین/تری‌‌اکسید‌استرانسیم-‌تیتانیوم مغناطیسی برای حذف پلی‌فنول‌ها از پساب‌های لبنی  
   
نویسنده نبی بیدهندی غلامرضا ,مسعودی اکبر ,پرداختی علیرضا ,مهردادی ناصر
منبع شيمي كاربردي روز - 1402 - دوره : 18 - شماره : 68 - صفحه:29 -46
چکیده    ﮐﻠﺮﯾﺪﻫﺎ، ﺳﻮﻟﻔﯿﺪﻫﺎ، ﭼﺮﺑﯽﻫﺎ و روﻏﻦﻫﺎ ﺗﺸﮑﯿﻞ ﺷﺪه اﺳﺖ. وﺟﻮد ﺑﺎر آﻟﯽ ﺑﺎﻻ در ﭘﺴﺎب ﻟﺒﻨﯿﺎت ﺳﺒﺐ اﺛﺮات ﻣﻨﻔﯽ ﺑﺮ ﻣﺤﯿﻂزﯾﺴﺖ ﻣﯽﺑﺎﺷﺪ. در اﯾﻦ ﺗﺤﻘﯿﻖ ﭘﻠﯽآﻧﯿﻠﯿﻦ ﻣﻐﻨﺎﻃﯿﺴﯽ ﻫﻤﺮاه ﺑﺎ ﺗﺮی اﮐﺴﯿﺪاﺳﺘﺮاﻧﺴﯿﻢ-ﺗﯿﺘﺎﻧﯿﻮم srtio3 ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﯾﮏ ﻧﺎﻧﻮ ﺟﺎذب ﺳﺎزﮔﺎر ﺑﺎ ﻣﺤﯿﻂزﯾﺴﺖ، ﮐﻢﻫﺰﯾﻨﻪ و ﮐﺎرآﻣﺪ ﺑﻪ ﻣﻨﻈﻮر ﮐﺎﻫﺶ ﭘﻠﯽﻓﻨﻮلﻫﺎ از ﭘﺴﺎب ﻟﺒﻨﯽ ﺑﻪ ﮐﺎر ﮔﺮﻓﺘﻪ ﺷﺪ. ﻧﺎﻧﻮﮐﺎﻣﭙﻮزﯾﺖ mpani@ srtio3 ﺳﻨﺘﺰ ﺷﺪه ﻇﺮﻓﯿﺖ ﺟﺬب ﺑﺎﻻﯾﯽ را ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﭘﻠﯽﻓﻨﻮلﻫﺎ ﻧﺸﺎن ﻣﯽدﻫﺪ. اﯾﻦ وﯾﮋﮔﯽ را ﻣﯽﺗﻮان ﺑﻪ ﺑﺮﻫﻤﮑﻨﺶ واﻧﺪرواﻟﺲ ﺑﺮﻫﻢﮐﻨﺶﻫﺎی π-π و اﻟﮑﺘﺮواﺳﺘﺎﺗﯿﮏ ، ﺑﺮﻫﻢﮐﻨﺶ n-π ، و ﭘﯿﻮﻧﺪ ﻫﯿﺪروژﻧﯽ ﺟﺎذب ﺑﺎ آﻧﺎﻟﯿﺖ ﻧﺴﺒﺖ داد. ﭘﻠﯽاﻧﯿﻠﯿﻦ ﺑﻪ دﻟﯿﻞ وﺟﻮد ﮔﺮوهﻫﺎی ﻋﺎﻣﻠﯽ ﺣﺎوی ﻧﯿﺘﺮوژن و ﺳﺘﻮن ﻓﻘﺮات اﻟﮑﺘﺮونﻫﺎی ﻣﺰدوج π ﺳﺒﺐ ﺑﺮ ﻫﻢ ﮐﻨﺶ ﻫﯿﺪروژﻧﯽ و π-π ﺑﺎ ﭘﻠﯽﻓﻨﻮلﻫﺎ ﻣﯽﺷﻮد. ﻫﻢﭼﻨﯿﻦ وﺟﻮد اورﺑﯿﺘﺎﻟﻬﺎی ﻓﻠﺰی در srtio3 ﺗﺸﮑﯿﻞ اﺳﯿﺪ ﺑﺎز ﻟﻮﯾﺌﺲ ﺑﺎ ﭘﻠﯽﻓﻨﻮلﻫﺎ را اﻣﮑﺎن ﭘﺬﯾﺮ ﻣﯽﮐﻨﺪ. ﻧﺎﻧﻮ ذرات srtio3 ﺧﻮاص ﻓﯿﺰﯾﮑﯽ ﺑﺮﺟﺴﺘﻪ، ﭘﺎﯾﺪاری ﺣﺮارﺗﯽ و ﺷﯿﻤﯿﺎﯾﯽ ﺑﺎﻻ، ﻣﺴﺎﺣﺖ ﺳﻄﺢ وﯾﮋه ﻗﺎﺑﻞ ﻗﺒﻮل ﺑﻪ ﻧﺎﻧﻮﮐﺎﻣﭙﻮزﯾﺖ ﻣﯽدﻫﺪ ﮐﻪ ﺑﺎ ﺧﻮاص ﻣﻨﺤﺼﺮ ﺑﻪ ﻓﺮد ﭘﻠﯽآﻧﯿﻠﯿﻦ ﺳﺒﺐ اﺛﺮ ﻫﻢاﻓﺰاﯾﯽ ﻣﯽﺷﻮد. در ﻧﻬﺎﯾﺖ، ﺑﻪ دﻟﯿﻞ وﺟﻮد ﻧﺎﻧﻮذرات ﻣﻐﻨﺎﻃﯿﺴﯽ و ﺑﺎ ﮐﻤﮏ ﯾﮏ آﻫﻨﺮﺑﺎی ﺧﺎرﺟﯽ، در ﻣﺮﺣﻠﻪ ﺟﺪاﺳﺎزی ﺻﺮﻓﻪﺟﻮﯾﯽ زﻣﺎﻧﯽ رخ ﻣﯽدﻫﺪ. ﻫﻢﭼﻨﯿﻦ در اﯾﻦ ﻣﻘﺎﻟﻪ ﻋﻮاﻣﻞ ﻣﻮﺛﺮ ﺑﺮ ﺟﺬب ﭘﻠﯽﻓﻨﻮلﻫﺎ ﻣﺎﻧﻨﺪ ph ﻣﺤﻠﻮل، ﻣﻘﺪار ﺟﺎذب، زﻣﺎن ﺗﻤﺎس، ﻏﻠﻈﺖ و دﻣﺎ ﻣﻮرد ﺑﺮرﺳﯽ ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺖ. ﻧﺘﺎﯾﺞ ﻧﺸﺎن داد ﮐﻪ mpani@srtio3 ﺑﺎ ﺣﺬف89/41% ﭘﻠﯽﻓﻨﻮلﻫﺎ در ﺷﺮاﯾﻂ ﺑﻬﯿﻨﻪ، 5 ph ، ﻣﻘﺪار ﺟﺎذب 20 ﻣﯿﻠﯽﮔﺮم، زﻣﺎن 150 دﻗﯿﻘﻪ در دﻣﺎی اﺗﺎق و درﺻﺪ ﻧﻤﮏ 0/01 درﺻﺪ وزﻧﯽ/ﺣﺠﻤﯽ ﮐﺎراﯾﯽ ﺑﺎﻻﯾﯽ را ﻧﺸﺎن ﻣﯽدﻫﺪ. اﻋﺘﺒﺎر روش ﭘﯿﺸﻨﻬﺎدی ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ﻣﺪلﻫﺎی اﯾﺰوﺗﺮم ﺟﺬب و ﺳﯿﻨﺘﯿﮏ ﺑﺮرﺳﯽ ﺷﺪ. ﺑﺮ ﻃﺒﻖ دادهﻫﺎ ﺳﯿﻨﺘﯿﮏ ﺟﺬب ﭘﻠﯽﻓﻨﻮﻟﻬﺎ ﺑﺮ ﺟﺎذب mpani@srtio3 ﺑﺎ ﻣﺮﺗﺒﻪ اول ﻣﻄﺎﺑﻘﺖ داﺷﺖ r^2>0.99 ، و ﺗﻌﺎدل ﺗﺠﺮﺑﯽ ﻣﺪل ﻻﻧﮕﻤﻮﯾﺮ را ﺑﺎ ﺣﺪاﮐﺜﺮ ﻇﺮﻓﯿﺖ ﺟﺬب ﺗﮏ ﻻﯾﻪ 67/11 ﻣﯿﻠﯽﮔﺮم ﺑﺮ ﮔﺮم r^2>0.99 ﻣﻄﺎﺑﻘﺖ داده ﺷﺪ. ﻫﻢﭼﻨﯿﻦ ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎی ﺗﺮﻣﻮدﯾﻨﺎﻣﯿﮑﯽ δh° kj/mol ، δg° kj/mol و δs° kj/mol k ﺑﻪ ﺗﺮﺗﯿﺐ 60/61 ،-8/19- و 0/17- ﺑﻪ دﺳﺖ آﻣﺪ در ﻧﺘﯿﺠﻪ ﻣﺎﻫﯿﺖ ﺟﺬب ﺑﺎ ﻣﮑﺎﻧﯿﺴﻢ ﮔﺮﻣﺎزا و ﺟﺬب ﻓﯿﺰﯾﮑﯽ ﻣﻄﺎﺑﻘﺖ دارد.
کلیدواژه اکسید‌استرانسیم-‌تیتانیوم، سنتز پلیمر در‌جا، حذف پلی‌فنول‌ها، پساب صنعتی لبنیات، پلیمر‌هادی پلی‌آنیلین
آدرس دانشگاه تهران، پردیس بین الملل ارس, دانشکده محیط زیست, ایران, دانشگاه تهران، پردیس بین الملل ارس, دانشکده محیط زیست, ایران, دانشگاه تهران، پردیس بین الملل ارس, دانشکده محیط زیست, ایران, دانشگاه تهران، پردیس بین الملل ارس, دانشکده محیط زیست, ایران
پست الکترونیکی nmehrdadi@ut.ac.ir
 
   synthesis of nanoparticles embedded in polymer: nanostructure of magnetic polyaniline/strontium trioxide-titanium for removing polyphenols from dairy wastewater  
   
Authors nabi bidhendi gholam reza ,masoudi akbar ,pardakhti alireza ,mehrdadi naser
Abstract    dairy wastewater is one of the most pollutant resulting from food industry, which is mainly composed of complex substances such as organic compounds, mineral compounds, chlorides, sulfides, fats and oils. the presence of high organic loading in dairy wastewater causes negative effects on the environment. in this research, magnetic polyaniline with strontium-titanium trioxide was applied as an environmentally friendly, low-cost and efficient nano adsorbent to reduce polyphenols from dairy wastewater. the synthesized nanocomposite shows a high absorption capacity compared to polyphenols. this feature can be attributed to van der waals interaction π-π and electrostatic interactions , n-π interaction, and hydrogen bonding of the adsorbent with the analyte. polyaniline causes hydrogen and π-π interaction with polyphenols due to the presence of functional groups containing nitrogen and backbone of π-conjugated electrons. also, the existence of metal orbitals in srtio3 enables the formation of lewis acid base with polyphenols. srtio3 nanoparticles give outstanding physical properties, high thermal and chemical stability, acceptable specific surface area to the nanocomposite, which causes a synergistic effect with the unique properties of polyaniline. finally, due to the presence of magnetic nanoparticles and with the help of an external magnet, time is saved in the separation step. also, in this article, factors affecting the absorption of polyphenols such as solution ph, adsorbent amount, contact time, concentration and temperature were investigated. the results showed that mpani@srtio3 shows high efficiency by removing 89.41% of polyphenols under optimal conditions, ph 5, adsorbent amount 20 mg, time 150 minutes at room temperature and salt percentage 0.01 w/v% . validity of the proposed method was checked using adsorption isotherm and kinetic models. according to the data, the adsorption kinetics of polyphenols on the mpani@srtio3 adsorbent corresponded to the semi-first-order, and the experimental equilibrium of the langmuir model was matched with the maximum adsorption capacity of the single layer of 67.11 mg/g. also, the thermodynamic parameters δg° kj/mol , δh° kj/mol and δs° kj/mol k were obtained as -19.8, -60.61 and -0.17, respectively, as a result of the nature of adsorption it corresponds to the exothermic mechanism and physical absorption.
 
 

Copyright 2023
Islamic World Science Citation Center
All Rights Reserved