جذب 2و4 دي نيتروفنل از محلول هاي آبي با استفاده از نانوحفره كربني CMK-3

Adsorption of 2, 4 dinitrophenol from Aqueous Solutions Using Ordered Mesoporous Carbon CMK-3

سابقه و هدف: 2و 4 دي نيتروفنل به طور گسترده براي توليد رنگ، چسب و مواد نگهدارنده چوب، حلال‌ها، مواد قابل انفجار و آفت‌كش‌ها استفاده مي‌شود. به دليل سميت زياد و عدم تجزيه پذيري زيستي آن بايد نسبت به حذف آن و عدم ورود به منابع آبي اقدام كرد. هدف اين تحقيق استفاده از نانوحفره كربني CMK-3 به عنوان جاذب در حذف 2 و 4 دي نيتروفنل از محلول‌هاي آبي است. مواد و روش‌ها: اين پژوهش يك مطالعه تجربي است. ابتدا نانوحفره سيليسي SBA-15 سنتز شد و جهت سنتز نانو حفره كربني CMK-3 مورد استفاده قرار گرفت و از آن براي مطالعات جذب 2 و 4 دي نيتروفنل از محلول‌هاي آبي در يك رآكتور ناپيوسته استفاده گرديد. براي تعيين مشخصات ساختاري تركيبات سنتز شده از روش‌هاي BET،XRD و TEM استفاده شد. تاثير پارامترهاي (pH (11-3 ، زمان تماس (20- 180 دقيقه)، غلظت اوليه2 و 4 دي نيتروفنل (10 تا 500 ميلي‌گرم در ليتر) و دوز جاذب (0/2 تا 1/2 گرم در ليتر) مورد بررسي قرار گرفت. يافته‌ها: نتايج نشان داد با كاهش pH و غلظت اوليه 2 و 4 دي نيتروفنل و افزايش زمان تماس و دوز جاذب، كارايي حذف افزايش پيدا مي‌كند. pH بهينه در فرايند جذب، 5 تعيين گرديد و زمان تعادل در اين مطالعه 100 دقيقه محاسبه شد. دوز بهينه جاذب 0/4 گرم در ليتر محاسبه گرديد و در شرايط بهينه ظرفيت جذب 2 و 4 دي نيتروفنل توسط CMK-3، 194 ميلي‌گرم بر گرم محاسبه شد. استنتاج: به طور كلي نانو حفره كربني CMK-3 از ظرفيت جذب بالايي در حذف 2 و 4 دي نيتروفنل از محلول‌هاي آبي برخوردار است. در صورت توليد اين ماده در سطح تجاري، توليد مي‌توان از آن در تصفيه كامل پساب‌هاي آلوده به نيتروفنل استفاده كرد.

Background and purpose: 2, 4 dinitrophenol is the most important nitrophenol compound that is widely used in paints, adhesives, wood preservatives, solvents, pesticides, and explosive materials. Because of the high toxicity and non-biodegradability of 2, 4 DNP, must be prevented from entering the water body. The aim of this study was to evaluate the performance of ordered mesoporous carbon CMK-3 in adsorption of 2, 4 dinitrophenol from aqueous solutions and the effect of various parameters on the performance of this process. Materials and methods: In this experimental study, mesoporous carbon, CMK-3 was prepared using hexagonal SBA-15 mesoporous silica in a batch reactor. The synthesized materials were characterized by XRD, BET and TEM. After Synthesis of CMK-3, the effect of different parameters were investigated on adsorption process including pH (3-11), contact time (20 -180 min) initial concentration of 2, 4 dinitrophenol (10-500mg/L), and adsorbent dose (0.2-1.2 gr/L). Results: Removal efficiency increased when pH and initial concentration of 2, 4-dinitrophenol decreased and contact time and adsorbant doze increased. The optimum pH was 5 and the equilibrium time was 100 minutes. The optimal dose of CMK-3 was 0.4 g/L and the adsorption capacity of 2, 4 dinitrophenol by CMK-3 was 194 mg/g. Conclusion: In general, mesoporous carbon CMK-3 showed high capacity in removal of 2,4 dinitrophenol from aqueous solutions. Therefore, it can be used in the treatment of wastewater containing 2,4 dinitrophenol.