حذف رنگ كاتيوني مالاشيت سبز از محلول‌هاي آبي توسط مخلوط بيوپليمر كاراگينان و سديم آلژينات در حضور نانورس مونت موريلونيت

Removal of Cationic Dye Malachite Green from Aqueous Solutions Using a Mixture of Carrageenan and Sodium Alginate Biopolymers in the Presence of Montmorillonite Nanoclay

زمينه و هدف: رنگ كاتيوني مالاشيت سبز از جمله تركيبات سمي مهم و حائز اهميت در فاضلاب‌هاي صنعتي محسوب مي‌شود. به‌طور معمول از روش‌هاي فيزيكوشيميائي يا بيولوژيكي به منظور تصفيه آب‌هاي حاوي غلظت‌هاي بالاي مالاشيت سبز استفاده مي‌شود. در مطالعه حاضر ابتدا هيدروژل نانو كامپوزيتي بر پايه كاراگينان و سديم آلژينات در حضور سديم مونتموريلونيت به عنوان نانورس سنتز سپس براي مطالعه جذب مالاشيت سبز از نمونه هاي آبي مورد استفاده قرار گرفت. روش بررسي: آكريل آميد[1] به عنوان مونومر، متيلن بيس آكريل آميد[2] به عنوان شبكه ساز آلي و پتاسيم پر سولفات[3] به عنوان آغازگر مورد استفاده قرار گرفتند. براي بررسي خصوصيات هيدروژل بدست آمده از پراش اشعه ايكس[4]، ميكروسكوپ الكتروني روبشي[5] و مادون قرمز تبديل فوريه[6] استفاده گرديد. در اين مطالعه اثر پارامترهاي تجزيه‌اي مختلف نظير pH، زمان تماس در حذف ماده رنگزا توسط هيدروژل‌هاي نانو كامپوزيتي سنتز شده بررسي و شرايط بهينه حاصل گرديد. يافته­ ها: با توجه به نتايج حاصل هيدروژل‌هاي نانو كامپوزيتي سنتز شده به pH و تغيير مقدار كاراگينان و سديم آلژينات حساس مي‌‌باشند. زمان جذب تعادلي تعادلي 3 ساعت بدست آمد. ايزوترم جذب با مدل لانگموير و سينتيك جذب با مدل سينتيك شبه درجه دوم مناسب‌تر تشخيص داده شد. بحث و نتيجه گيري: سرعت حذف رنگ مالاشيت با افزايش مقدار نانورس در محيط اسيدي افزايش مي يابد. در نهايت مي توان نتيجه گرفت كه مخلوط پليمر زيستي كاراگينان و سديم آلژينات در حضور نانورس مونت‌موريلونيت جاذب مناسبي جهت حذف رنگ مالاشيت سبز از محلول­ هاي آبي است.

Background and Objectives: Cationic dye malachite green is one of the most important toxic compounds in industrial wastewater. Typically, physicochemical or biological methods are used to water treatment and wastewater containing high concentrations of malachite green. In the present study nanocomposite hydrogels based on carrageenan and sodium alginate in the presence of sodium montmorillonite as Nano clay were synthesized and then used to study the absorption of malachite green from aqueous samples. Methods: Acrylamide was used as a monomer, methylene base acrylamide as an organic cross linker and potassium sulfate as an initiator. The adsorption of cationic dye malachite green by the nanocomposite hydrogels was investigated. The structures of nanocomposite hydrogels were investigated by (FTIR, XRD and SEM) techniques. The effect analytical parameters such as pH, contact time for the removal of dye material by synthesized nanocomposite hydrogels were investigated and optimal conditions were obtained. Finding: According to the results, synthesized nanocomposite hydrogels are sensitive to pH and changes in the amount of carrageenan and sodium alginate. Equilibrium absorption time is 3 hours. The absorption isotherm with Langmuir model and absorption kinetics was more suitable for pseudosecond order kinetic models. Discussion & Conclusion: The rate of removal of malachite green dye increases with increasing amount of Nano clay in the acidic medium. Finally, it can be concluded that the bio-polymer mixture of carrageenan and sodium alginate in the presence of sodium montmorillonite nanoclay is a suitable absorbent to remove the malachite green dye from aqueous solutions.