هيدروژل‌هاي نانومغناطيسي بر پايه كربوكسي‌متيل‌سلولوز-خاك دياتومه پيوندخورده با آكريل‌آميد براي جذب رنگينه كاتيوني بنفش بلوري

در سال‌هاي اخير، جداسازي رنگينه‌ها از آب‌هاي آلوده توجه زيادي را به خود جلب كرده است. روش‌هاي سنتي براي پاك‌سازي رنگينه‌ها هميشه مؤثر نيستند. كوشش‌هاي زيادي در توسعه هيدروژل‌هاي نانوكامپوزيت براي جذب كارآمد رنگينه انجام شده است. در اين پژوهش، هيدروژل‌ نانومغناطيسي با استفاده از كربوكسي‌متيل‌سلولوز (CMC)، خاك دياتومه و آكريل آميد (AAm) تهيه و براي جذب رنگينه بنفش بلوري به‌عنوان نمونه‌اي از رنگينه‌هاي كاتيوني، از محلول‌هاي آبي به‌كارگرفته شد. نخست، هيدروژل‌ بر پايه‌ كربوكسي‌ متيل‌سلولوز و خاك دياتومه با آغازگر راديكالي آمونيوم پرسولفات (APS) و مونومر آكريل‌آميد و شبكه‌اي‌كننده متيلن بيس‌آكريل‌آميد (MBA) در محيط آبي سنتز شد. سپس، هيدروژل نانومغناطيسي با بارگذاري يون‌هاي آهن (II) و آهن (III) در هيدروژل و نيز هم‌رسوبي اين يون‌ها در محيط بازي تهيه شد. ساختار نمونه‌ها با طيف‌سنجي زيرقرمز تبديل فوريه (FTIR)، تجزيه گرماوزن‌سنجي (TGA)، ميكروسكوپي الكتروني پويشي (SEM) و ميكروسكوپي الكتروني عبوري (TEM) تأييد و خواص مغناطيسي آن‌ها با مغناطيس‌سنج ارتعاشي (VSM) اندازه‌گيري شد. تصاوير SEM نشان داد، نانوذرات مغناطيسي Fe3O4 به‌خوبي در بستر متخلخل هيدروژل جاي گرفته‌اند. اندازه تقريبي نانوذرات مغناطيسي بر اساس تصاوير TEM حدود 5 تا 15mm بود. در مرحله بعد، جذب رنگينه به‌وسيله هيدروژل نانومغناطيسي بررسي و اثر عواملي چون زمان تماس، pH، غلظت اوليه‌ محلول رنگينه و دما بر مقدار جذب رنگينه با جاذب ارزيابي شد. بيشترين درصد جذب رنگينه در دماي محيط و غلظت اوليه 10mg/L در pH برابر 7 به‌مدت 60min   نزديك به %96 بود. جاذب سنتز شده قابليت استفاده مجدد دارد كه از شاخص‌ترين مزيت‌هاي آن داشتن خاصيت مغناطيسي است. بنابراين، جداسازي با آهن‌ربا از محلول، پس از حذف رنگينه بسيار آسان است. با بررسي الگو‌هاي هم‌دماي جذب سطحي مشخص شد، الگوي Temkin تطابق خوبي با داده‌هاي تجربي حاصل دارد. مطالعات سينتيكي نيز نشان داد، فرايند جذب از الگوي سينتيكي شبه‌مرتبه دوم پيروي مي‌كند.