مطالعه سينتيك و ايزوترم حذف مالاشيت سبز از محلول‌هاي آبي با استفاده از نانوجاذب سيليسي 15- SBA

Studying the Kinetics and Isotherms of Malachite Green Removal from Aqueous Solutions using Silica Nano-Adsorbent SBA-15

مقدمه: مالاشيت سبز يك آلاينده‌ شيميايي و سرطان‌زا است كه اغلب در تعدادي از صنايع غذايي و آبزي‌پروري به ­منظور افزايش توليد محصولات آبزي استفاده مي‌شود؛ بنابراين حذف اين آلاينده قبل از تخليه پساب صنايع ذكر شده به محيط ­هاي آبي اهميت زيادي دارد. هدف اين مطالعه سنتز نانوجاذب سيليسي SBA-15 براي حذف رنگ كاتيوني مالاشيت سبز از محلول آبي و بررسي مدل‌هاي سينتيكي و ايزوترمي جذب براي مدل‌سازي رياضي حذف اين آلاينده رنگي بود. روش‌ها: اين مطالعه از نوع تجربي و در مقياس آزمايشگاهي انجام شد و جذب مالاشيت سبز به عنوان يك رنگ كاتيوني بر روي نانوجاذب سيليسي 15- SBAمطالعه شد. سنتز اين نانوجاذب با استفاده از روش هيدروترمال انجام گرفت. داده‌ها در مدل‌هاي سينتيك شبه مرتبه اول، دوم، الوويچ و نفوذ درون ذره‌اي و ايزوترم‌هاي لانگموير و فروندليچ بررسي شدند. براي تعيين مشخصات نانوجاذب 15- SBA از FT-IR، XRD و SEM استفاده شد. نتا‌يج: داده‌ها در زمان تعادل با مدل ايزوترم لانگموير مطابقت بالايي داشتند. بيشترين مقدار حذف با مقدار جاذبg/l 0/01، غلظت اوليهPH=10, 10 mg/1 و زمان تماس 120 دقيقه، 98 درصد بود. مطالعات سينتيك نشان داد بيشترين جذب مالاشيت سبز بعد از زمان تماس 2 ساعت از مدل سينتيكي شبه مرتبه دوم پيروي مي‌كرد و نفوذ درون ذره‌اي نيز كنترل كننده سرعت بود. بحث و نتيجه‌گيري: نتايج اين مطالعه نشان داد كه نانوجاذب سيليسي SBA-15 قابليت جذب بالايي براي رنگ كاتيوني مالاشيت سبز داشته و به كار بردن آن در تصفيه پساب‌هاي صنايع داراي اين آلاينده رنگي پيشنهاد مي‌‌شود.

Background: Malachite green is a chemical pollutant and carcinogenic agent that is often used in some food and aquaculture industries to increase the production of aquatic products. Therefore, the removal of this pollutant before the discharge of the mentioned industrial wastewater in the aquatic environment is very important. The purpose of this study was to synthesize SBA-15 silica nanoadsorbent for the removal of cationic dye of malachite green from aqueous solutions and to investigate the kinetic and isotermic models, in order to built mathematical models for eliminating this pollutant dye. Methods: This experimental study was conducted on a laboratory scale. In this study, malachite green adsorption as a cationic color was studied on SBA-15 silica nano-adsorbent. The synthesis of this nano-adsorbent was carried out using the hydrothermal method. Data were presented in kinetic models of pseudo-first, second, Alovich, and intra-particle infiltration and isotherm models of Langmuir and Freundlich. FT-IR, XRD, and SEM were used to determine the characteristics of SBA- 15 nano-adsorbent. Results: The data at the time of equilibrium were highly consistent with the Langmuir isotherm model. The maximum removal rate was 98%, with an adsorbent amount of 0.01 g/l, an initial concentration of 10 mg/l, pH=10, and contact time 120 minutes. Kinetic studies showed that the highest adsorption of malachite green followed the 2-hour contact time of the pseudo-second-order kinetic model, and intra-particle infiltration was also a speed controller. Conclusion: The results of this study showed that SBA-15 silica nano-adsorbent had high adsorption capacity for malachite green cationic dye and is recommended in the treatment of industrial wastewater with this colored pollutant.