ساخت جاذب پلی وینیل الکل/گرافن / دی اکساید تیتانیوم و بررسی پتانسیل آن در حذف رنگ مالاکیت سبز

حذف رنگ از پساب های صنعتی به خصوص کارخانه های نساجی و رنگرزی همواره از اقدامات مهم برای کنترل آلودگی آن ها است. استفاده از جاذب های پلیمری روش موثر در حذف رنگ از پساب صنعتی است. در این پژوهش طراحی و ساخت نوعی جاذب بر پایه پلی وینیل الکل (pva) با قابلیت مناسب برای جذب رنگزای مالاکیت از پساب های صنعتی گزارش شده است.برای ساخت جاذب محلول %4 از pva در حضور عامل اتصال عرضی %10 گلوتارآلدهید (ga) به ژل تبدیل شد. سپس با استفاده از پانچ به قطعات یکسان تقسیم شد. هیدروژل های پانچ شده درون خشک کن انجمادی متخلخل شدند. برای بهبود قابلیت جذب از نانوذرات گرافن و اکسید گرافن استفاده شد. میزان جذب زنگ زای مالاکیت توسط جاذب در زمان های مختلف اندازه گیری شد تا درصد بهینه هر یک از نانوذرات مشخص شود. همچنین تاثیر مولفه های زمان تماس جاذب و نور uv بر روی میزان جذب آلودگی مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت هم دماهای جذب و مطالعات ترمودینامیکی در دماهای مختلف بررسی گردید.نتایج درصد جذب آلودگی توسط جاذب pva/گرافن در زمان های مختلف نشان داد %0.5 میزان بهینه گرافن در ماتریس pva است. این مقدار برای دی اکسید تیتانیوم معادل %3 وزنی بود. درصد جذب، توسط جاذب بهینه در شرایط تاریکی نشان داد که یک دقیقه بعد از اضافه کردن جاذب، میزان جذب آلودگی حدود %75 است که نشان دهنده قابلیت بالای این جاذب در جذب آلودگی مذکور بود. ساختار متخلخل جاذب توسط تصاویر sem تایید گردید. با مقایسه ضریب همبستگی در هم دماهای لانگمویر و فروندلیچ مشخص شد هم دمای فروندلیچ مطابقت بهتری با یافته های این پژوهش دارد؛ به عبارت دیگر جذب رنگزای مالاکیت توسط جاذب ساخته شده به صورت چند لایه ای انجام شده است. مطالعات ترمودینامیکی نشان داد که با توجه به منفی بودن انرژی آزاد گیبس واکنش جذب رنگزای مالاکیت توسط جاذب ساخته شده خودبه خودی است.

Fabrication of PVA/Gr/TiO2 adsorbent and study of its application in removal of malachite green

Research Subject: Removal of industrial wastewater especially from textile and dyeing factories is always important actions to control of pollutions. Using of polymeric adsorbents is an important method for removal of dyes from industrial wastewater. In this research work, designing and fabrication of PVAbased adsorbent with proper potential for removal of green malachite from industrial wastewater has been reported.Research Approach: For fabrication of adsorbent 4 wt.% PVA was gelled in the present of 10 wt.% glutaraldehyde as crosslinker and punched. The punched hydrogels were porous with freeze drying method. For improving the adsorption ability, graphene and TiO2 were used. The adsorption of green malachite with prepare adsorbent was measured timely to determine the optimum percentage of nanoparticles. In addition, the effect of contact time and the presence of UV on the adsorption of pollution was investigated. Finally, the adsorption isotherms and thermodynamics study were investigated in different time.Main Results: The results of adsorption of pollution with PVA/graphene adsorbent in different times showed that 0.5 wt.% is the optimum loading of graphene in the PVA matrix. This value was 3 wt.% for TiO2. The adsorption percentage via optimum adsorbent in dark condition showed that one minute after addition of adsorbent the adsorption percent increased to 75% indicating the high capability of the adsorbent in adsorption of tested pollution. The porous structure was confirmed via SEM image. By comparing the correlation coefficient for Langmuir and Freundlich isotherms it was found that Freundlich isotherm has better agreement with the findings of the current study. In other words, adsorption of green malachite with fabricated adsorbent was done multi layered. The thermodynamics studies showed that due to negative value of Gibbs energy the adsorption reaction of green malachite with fabricated absorbent is automatically.