مقایسه عملکرد نانولوله‌های کربنی چند جداره و کربن فعال حاصل از پوست نارگیل در حذف نفتالین از محیط‌های آبی

یکی از ترکیبات خطرناک برای انسان و محیط‌زیست هیدروکربن‌های آروماتیک چند حلقه‌ای pahs است که نفتالین، مقدم‌ترین هیدروکربن آروماتیک با دو حلقه بنزنی است. این ترکیبات سرطان‌زا و سمّی هستند و باعث کم‌خونی و آسیب به شبکیه چشم نیز می‌شوند و برای گیاهان و آبزیان نیز سمّی هستند. این ترکیبات خطرناک به‌عنوان سه آلاینده‌ای به‌شماره می‌روند که حذف آنها از سوی سازمان بهداشت جهانی در اولویت قرار گرفته است، در عین حال این ترکیبات توسط روش‌های بیولوژیکی به سختی حذف می‌شوند. این پژوهش در شرایط آزمایشگاهی ناپیوسته انجام شده که در آن تاثیر پارامترهایی مانند زمان ماند 15، 30، 45، 60، 90 و 120 دقیقه، غلظت نانولوله کربنی چند دیواره و کربن فعال حاصل از پوست نارگیل 0.1، 0.25، 0.5، 0.75، 1 و 2 گرم در لیتر، غلظت محلول نفتالین 1، 5، 10، 15، 20، 50 و 100 میلی‌گرم در لیتر و ph معادل 3، 4، 5، 6، 7 و 8 در غلظت 10 میلی‌گرم در لیتر محلول نفتالین در حذف نفتالین بررسی شد. داده‌های تجربی تعادل جذب با مدل‌های مختلف ایزوترم جذب لانگمیر و فروندلیچ ارزیابی و همراه با سینتیک جذب از طریق مقایسه ضریب تبیین r2  بررسی شد و به وسیله نرم‌افزار excel تحلیل شد. حداکثر جذب سطحی نفتالین بر روی هر دو جاذب، نانولوله‌های کربنی و کربن فعال حاصل از پوست نارگیل در غلظت اولیه 10 میلی‌گرم در لیتر نفتالین و مقدار دوز جاذب برابر 0.75 گرم در لیتر در ph برابر 7 و زمان مناسب برای دستیابی به حداکثر جذب نفتالین و حالت تعادل90 دقیقه است. مکانیسم جذب در هر دو جاذب ایزوترم جذب لانگمیر سازگار بوده و ضریب تبیین آنها به‌ترتیب در نانولوله کربنی برابر با 0.9589=r² و در کربن فعال حاصل از پوست نارگیل 0.9319=r² بود و هر دو جاذب از سنتیک جذب درجه دوم تبعیت می‌کنند. نانولوله‌های کربنی چند جداره و کربن فعال حاصل از پوست نارگیل به‌دلیل اندازه کوچک، سطح مقطع زیاد در نتیجه واکنش‌پذیری بسیار زیاد، به‌عنوان جاذب برای حذف نفتالین از آب کارایی زیادی دارد و نانولوله کربنی چند جداره جذب بیشترین نسبت به کربن فعال حاصل از پوست نارگیل دارد، بنابراین به‌دلیل مقرون به‌صرفه‌بودن و در دسترس بودن آن به‌عنوان جاذب بهتری مورد توجه قرار گرفته است.

Performance Comparison of Double-Walled Carbon Nanotubes and Active ‎Carbon Derived from Coconut Shells for ‎Naphthalene Adsorption in the Aquatic Solution

One of the hazardous compounds for humans and the environment is polycyclic aromatic hydrocarbons, which are the naphthalene of the precursor of tworing aromatic hydrocarbons. These compounds are carcinogenic and toxic, they cause anemia and damage to the retina and are also toxic to plants and aquatic animals, these compounds have been identified as priority pollutants by the World Health Organization, yet these compounds are difficult to remove by biological methods. This study was performed in batch in vitro where the effect of parameters such as retention time 15, 30, 45, 60, 90 and 120 minutes, concentration of multiwalled carbon nanotubes and activated carbon from coconut skin 0.1, 0.25, 0.5, 0.75, 1 and 2 g/L), solution concentration 1, 5, 10, 15, 20, 50 and 100 mg/L and pH 3, 4, 5, 6, 7 and 8 the concentration of 10 mg/L naphthalene solution in naphthalene removal was investigated. Experimental data of adsorption equilibrium with different Langmuir and Freundlich adsorption isotherm models are evaluated and analyzed with adsorption kinetics by comparing R2 coefficient of analysis and analyzed by excel software. Maximum naphthalene adsorption on both carbon nanotubes and activated carbon nanotube adsorbent at initial concentration of 10 mg/L naphthalene and adsorbent dose equal to 0.75 g/L at pH=7 is an appropriate time to achieve maximum naphthalene adsorption;the balance mode is 90 minutes. The adsorption mechanism is consistent in both adsorbents of Langmuir adsorption isotherm and their coefficient of determination in carbon nanotubes is (R²=0.9589) and in coconut shell activated carbon (R²=0.9319). and both adsorbents are from adsorption synthetics seconddegree followers. Multiwalled carbon nanotubes and activated carbon from coconut skin due to their small size, high crosssectional area as a result of high reactivity, as an adsorbent for removal of naphthalene from water. And the nanotube has a higher absorption than activated carbon from the coconut skin, so it is considered as a better adsorbent because of its affordability and availability.