حذف جذبی ماده رنگزای کنگو قرمز با نانوکامپوزیت اکسید مس/خاک اره در سیستم ستونی

در این پژوهش، ابتدا کامپوزیت نانو ذرات cuo با خاک اره cuo/sd به عنوان بستر سلولزی، از طریق رسوب‌دهی شیمیایی تهیه و سپس برای حذف ماده رنگزای کنگو قرمز cr به عنوان نمونه‌ای از مواد رنگزای آنیونی استفاده شد. برای تعیین ساختار نانو جاذب تهیه شده، از روش‌هایی نظیر پراش پرتو ایکس xrd و میکروسکوپ الکترونی روبشی semاستفاده شد. مطالعات جذب در سیستم غیرتعادلی یا ستونی انجام گرفت. برای تعیین کارایی نانو‌کامپوزیت تهیه شده در سیستم ستونی، تاثیر چندین عامل مانند ph، غلظت اولیه، سرعت جریان و عمق بستر ارتفاع ستون بر روی جذب مطالعه شد. کاهش ph خوراک اولیه، سبب افزایش حجم نقطه شکست منحنی شده و ph طبیعی محلول ماده رنگزای کنگو قرمز با مقدار 5 به عنوان ph بهینه انتخاب گردید. با کاهش سرعت جریان و افزایش ارتفاع بستر، به دلیل افزایش زمان تماس و سطح جاذب در دسترس، نقطه شکت منحنی در حجم بیشتر و ظرفیت جذب بالاتر اتفاق می افتد. با کاهش غلظت اولیه ماده رنگزا نیز، حجم نقطه شکست افزایش و ظرفیت جذب آن کاهش یافت. از مدل‌های سینتیکی مختلف نظیر مدل ریاضی توماس، آدامس بوهارت و bdst برای ارزیابی سیستم جذبی در ستون استفاده شد. تطابق خوب مدل توماس در طراحی ستون نشان می دهد که فرآیند جذب از سینتیک لانگمویر پیروی می‌کند، جذب صورت گرفته تک‌لایه بوده و جاذب دارای حداکثر ظرفیت جذب برابر mg/g 28.4 می‌باشد. در خاتمه برای تعیین امکان کاربرد نانوکامپوزیت برای استفاده‌های مکرر، مطالعات واجذب و احیای ستون انجام شد.

Adsorption Removal of Congo Red Using Copper Oxide / Sawdust Nanocomposite in Column System

In this research, CuO nanoparticles composite with sawdust as a cellulose bed (termed as CuO/SD NC) were prepared via chemical precipitation and then were used for removal of Congo red dye as a typical anionic dye (termed as CR) from aqueous solutions. Surface characterisation of the nanomaterial adsorbents was carried out by Xray Diffraction (XRD) and scaning electron microscopy (SEM) techniques. Adsorption studies were conducted by CuO/SD nanocomposite in a fixedbed column system. In order to find out removal optimisation conditions in column adsorption experiments, the effects of several parameters, such as pH, initial dye concentration, flow rate, and bed depth on the sorption of Congo red dye were studied. When the feedstock pH reduction, the volume of breakthrough curves increased and Congo red dye natural pH value equal 5 was chosen as the optimal pH. By reducing the solution dye flow rate and increasing adsorbent bed height, due to increased contact time and adsorbent surface available, the breakthrough curves volume increased and higher absorption capacity occurs. Varios kinetic models such as Thomas, AdamsBohart and BDST kinetic model were applied in order to obtain colum adsorption performance. Thomas model shows good agreement in the column design that indicates the process follows the Langmuir adsorption kinetics, adsorption process was one layer and the maximum absorption capacity of the absorbent was obtained 28.4 mg/g. At the end in order to find out the possible frequent use of adsorbent in column system, desorption and regeneration investigation was also studied.