حذف آرسنیک از محلول آبی با استفاده از نانولوله‌های کربنی تک دیواره اصلاح شده با پلی آلیل‌آمین هیدروکلرید

آرسنیک موجود در آب یکی از عناصر بسیار سمّی است که اثرات زیان‌باری بر سلامت انسان و اکوسیستم می‌گذارد. برای رفع این مشکل، در این پژوهش کامپوزیت نانولوله‌های کربنی تک دیواره اصلاح شده با پلی آلیل‌آمین هیدروکلرید (pah/oxswcnt) سنتز شد و به‌عنوان جاذب برای حذف آرسنیک از محلول آبی به‌کار رفت. ویژگی‌های نانوکامپوزیت با آنالیزهای میکروسکوپ الکترونی روبشی، آنالیز گرویمتری، طیف‌بینی تبدیل فوریه مادون قرمز و الگوی پراش پرتو x شناسایی شد. آزمایش‌های جذب سطحی برای تعیین کارایی pah/oxswcnt در جذب سطحی آرسنیک از محلول در شرایط عملیاتی مختلف انجام شد. داده‌های تجربی با مدل‌های سینتیکی شبه‌مرتبه اول و دوم به روش رگرسیون غیرخطی با استفاده از نرم‌افزار mathematica برازش شد. مدل‌های لانگمیر و فروندلیچ برای توصیف هم‌دماهای تعادلی جذب به‌کار برده شدند. درصد حذف as با افزایش ph اولیه محلول از 2 تا 7 افزایش یافت، در صورتی که با افزایش غلظت اولیه as کاهش پیدا کرد. به‌علاوه، افزایش زمان تماس موجب بازده بیشتر جذب سطحی شد. درصد حذف as با استفاده از 10 میلی‌گرم از نانوکامپوزیت سنتزی، در ph برابر 7 و زمان تماس 30 دقیقه بیش از 90 درصد بود. حداکثر ظرفیت جذب سطحی در دمای298 درجه سلسیوس، 275.07 میلی‌گرم بر گرم به‌دست آمد. فرایند جذب از مدل سینتیکی شبه‌مرتبه دوم و مدل هم‌دمای فروندلیچ پیروی کرد. همچنین، درصد حذف as پس از هشت چرخه جذبواجذب بیش از 65 درصد بود. نتایج نشان داد که pah/oxswcnt سنتزی احتمالاً می‌تواند جاذب نویدبخشی برای پاک‌سازی آب آلوده به آرسنیک باشد.

Removal of Arsenic from Aqueous Solution Using Single-Walled Carbon Nanotubes Modified with Poly Allylamine Hydrochloride

Arsenic in water is one of the highly toxic elements which has harmful influences on the human health and ecosystems. To address this problem, singlewalled carbon nanotubes modified with poly (allylamine hydrochloride) (PAH/OxSWCNT) composite were synthesized and applied as an adsorbent for arsenic removal from aqueous solution in this study. The properties of PAH/OxSWCNT nanocomposite were characterized using scanning electron microscopy, Thermogravimetric, Fouriertransform infrared spectroscopy, and Xray powder diffraction analysis. Batch experiments were executed to determine the ability of PAH/OxSWCNT to adsorb As from solution under various operational conditions. The experimental data were fitted by pseudofirstorder kinetic and pseudosecondorder kinetic models by nonlinear regression analysis using Mathematica software. Langmuir and Freundlich models were employed to describe the adsorption equilibrium isotherms. The removal percentage of As increased with initial solution pH from 3 to 7 while it decreased with the initial concentration of As. Moreover, the enhancement of contact time caused better adsorption efficiencies. The percentage removal of As using 10 mg of synthesized nanocomposite was more than 90% at pH=7 and contact time of 30 min. The adsorption experimental data had better agreement with pseudosecondorder kinetic and the Freundlich isotherm models. The maximum adsorption capacity of PAH/OxSWCNT was 275.07 mg/g at 298 K. The As removal percentage after eight adsorptiondesorption cycles was higher than 65%. All results implied that the synthesized PAH/OxSWCNT could potentially be a promising adsorbent in arsenic water remediation.