حذف رنگینه رودامین B از محلول‌های آبی با استفاده از نانوکامپوزیت زیست‌سازگار پلی(N -وینیل پیرولیدون-کو-مالئیک انیدرید)-سبوس برنج: مطالعات هم‌دما، سینتیک و ترمودینامیک

آب ترکیب حیاتی مهمی برای زندگی انسان و منبع ضروری برای تولید مواد غذایی، لباس و حفظ بهداشت و محیط زیست است. بنابراین، دسترسی به آب آشامیدنی سالم در سراسر جهان بسیار مهم است. در این مقاله، ابتدا نانوکامپوزیت زیست‌سازگار پلی(n-وینیل پیرولیدون–کو-مالئیک انیدرید)-سبوس برنج با استفاده از مونومرهای مالئیک انیدرید و n -وینیل پیرولیدون در مجاورت نانوذرات سبوس برنج با روش پلیمرشدن رادیکالی درجا سنتز شد. سپس، نانوکامپوزیت سنتز شده در محیط بازی آبکافت شد. مواد سنتز شده با طیف‌سنجی زیرقرمز (ftir)، پراش پرتو x (xrd)، میکروسکوپی الکترونی پویشی (sem) و آزمون گرماوزن‌سنجی (tga) شناسایی شدند. کاربرد نانوکامپوزیت پلی(n-وینیل پیرولیدون–کو-مالئیک انیدرید) آبکافت شده-سبوس برنج به‌عنوان جاذب موثر برای حذف رنگینه رودامین b (rb) از محلول‌های آبی بررسی شد. اثر عواملی از قبیل ph، مقدار جاذب، زمان تماس و غلظت محلول رنگینه در جذب رنگینه rb مطالعه شد. نتایج نشان داد، درصد حذف rb با نانوکامپوزیت سنتز شده بیش از %88 در ph  برابر 8، مقدار جاذب 70mg، غلظت رنگینه  40mg/l و زمان تماس 180min بود. مدل‌های هم‌دمای langmuir و freundlic، سینتیک شبه‌مرتبه اول و شبه‌مرتبه دوم و ترمودینامیک جذب برای تعیین سازوکار جذب رنگینه rb روی جاذب نانوکامپوزیتی مطالعه شدند. نتایج نشان داد، نانوکامپوزیت سنتز شده در توافق خوبی با مدل هم‌دمای freundlich و سینتیک شبه‌مرتبه دوم بود. مدل ترمودینامیکی نشان داد، فرایند جذب رنگینه rb روی نانوکامپوزیت سنتز شده خودبه‌خود است.

Rhodamine B Dye Removal from Aqueous Solutions Using Poly(Nvinylpyrrolidonecomaleic anhydride)/Rice Husk Biocompatible Nanocomposite: Isothermal, Kinetics and Thermodynamic Studies

Hypothesis: Currently, the dyes/heavy metal ions contamination of wastewater is the most important environmental problem throughout the world. Up to now, many techniques such as ion exchange, precipitation, adsorption, and membrane processes have been employed to remove dyes/heavy metal ions from water. Among them, adsorption is a simple and inexpensive technique for the removal of dye contaminations. The aim of the current work is the development of a low cost material based on hydrolyzed poly(Nvinylpyrrolidoneco maleic anhydride) and rice husk as an effective adsorbent for Rhodamine B (RB) removal. The adsorption studies on the synthesized nanocomposite were carried out under different conditions, including, pH of solution, contact time, nanocomposite dosages and initial dye concentrations. Furthermore, the kinetic and thermodynamic studies of the adsorption data were examined.Methods: Hydrolyzed poly(Nvinylpyrrolidonecomaleic anhydride)/rice husk nanocomposite was prepared by a twostep method. In the first step, the poly (N vinylpyrrolidonecomaleic anhydride)/rice husk nanocomposite was synthesized through insitu radical polymerization technique using benzoyl peroxide as initiator. In the second step, the hydrolyzed poly(Nvinylpyrrolidonecomaleic anhydride) /rice husk nanocomposite was prepared through hydrolysis using sodium hydroxide solution (2 N).Findings: The prepared nanocomposite was characterized by FTIR, XRD, SEM and TGA. The SEM images showed that the nanocomposite had a particle size between 50100 nm and the XRD patterns revealed an amorphous structure. The results demonstrated that more than 88% of RB was removed by a nanocomposite synthesized under the conditions of pH 8, 70 mg adsorbent, 40 mg/L dye concentration and 180 min contact time. Furthermore, the experimental data showed a good agreement with Freundlich isotherm and pseudosecond order kinetic models.