بررسی حذف کلرپیریفوس با استفاده از کامپوزیت کیتوزان گرافن اکساید از محلول آبی: مطالعه سینتیک، ایزوترم و ترمودینامیک

زمینه و هدف: سموم حشره کش یکی از مهم ترین آلاینده های آبی هستند. کلرپیریفوس یکی از آفت کش های مهم فسفره است که به طور گسترده در کشاورزی استفاده می شود که ورود آن به منابع آب اثرات زیان باری برای سلامت انسان و محیط زیست دارد. هدف از انجام این مطالعه بررسی حذف کلرپیریفوس با استفاده از کامپوزیت کیتوزان گرافن اکساید از محلول آبی می باشد.روش بررسی: تعیین مشخصات جاذب با استفاده از میکروسکوپ الکترونی اسکن (sem)، طیف سنجی مادون قرمز فوریه (ftir) و پراش اشعه ایکس (xrd) انجام شد. سپس تاثیر پارامترهای مختلف با هدف به دست آوردن شرایط بهینه برای انجام فرآیند جذب ازجمله، دوز جاذب، زمان تماس،ph، غلظت اولیه کلرپیریفوس و دما مطالعه شد. سپس ph بهینه در شرایط ثابت برای فرآیند مورد مطالعه تعیین گردید. سپس معادلات ایزوترم، سینتیک و ترمودینامیک جذب مورد بررسی قرار گرفت. کلرپیریفوس با روش کروماتوگرافی گازی اندازه گیری شد.یافته ها: بیشترین راندمان جذب در ph=5، زمان تماس 60 دقیقه، میزان جاذب g/l 0.8 ، دمای 25 و غلظت mg/l 1 برای کلرپیریفوس 93% مشاهده شد. نتایج نشان داد که سینتیک فرآیند جذب از مدل سینتیک شبه درجه دو و داده های تعادلی از مدل ایزوترمی لانگمیر پیروی می کند. بررسی پارامترهای ترمودینامیکی بیانگر آن است که، فرآیند جذب کلرپیریفوس بر روی جاذب کیتوزان گرافن اکساید گرماگیر بوده است. در بررسی ترمودینامیک واکنش نشان داد مقادیر مثبت δh˚ و مقادیر منفی δs˚ واکنش ها به ترتیب اندوترمی و خود به خودی است.نتیجه گیری: نتایج این تحقیق نشان داد که کامپوزیت کیتوزان گرافن اکساید می تواند به عنوان جاذب مناسبی برای حذف کلرپیریفوس از محلول های آبی باشد.

Investigation of chlorpyriphos removal using chitosan graphene oxide composite form aquatic solution: study of kinetics, isotherms and thermodynamics

Background and Aims: Chlorpyriphos is one of the most important widely used pesticides in agriculture, which is discharged into the water resources and is associated with various adverse effects on human health and the environment. The purpose of this study was to evaluate chlorpyriphos removal by chitosan graphene oxide composite form aquatic solution.Materials and Methods: The characteristics of adsorptive material was determined by scanning electron microscopy (SEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and Xray diffraction (XRD). First, the pHzpc was determined.Then, the effect of different parameters such as the amount of adsorbent, contact time, pH, initial concentration of chlorpyriphos and temperature were studied through batch method in order to obtain optimal conditions for the adsorption process. Then optimal pH under constant conditions was determined. Isotherm, kinetic and thermodynamic equations of adsorption were investigated and concentration of chlorpyriphos was determined.Results: The highest removal efficiency was 93% which was observed at pH=5, 60 minutes contact time and 0.8 g/L of adsorbent concentration and initial concentration of 1 mg/l for chlorpyriphos. The results showed that adsorption process followed pseudosecond order kinetics and equations data followed Langmuir isotherms model. Evaluation of thermodynamic parameters showed that the process of chlorpyrifos removal was endothermic and spontaneous.Conclusion: According to the results of this study chitosan graphene oxide composite can be a suitable adsorptive material for removal of chlorpyrifos from aquatic solutions.