مطالعه سينتيك و ترموديناميك حذف رنگزاي مالاشيت سبز با استفاده از نانو كامپوزيت نانولوله كربني چند ديواره كربوكسيل دار-سلولز- نانو ذرات منيزيم اكسيد

Adsorption of malachite green dye composites based on MWCNT-COOH-cellulose as new adsorbent: kinetics and thermodynamic study

از تركيب دو يا چند ماده، كامپوزيت ها بدست مي آيند كه خواص فيزيكي و شيميايي متفاوتي نسبت به مواد اوليه از خود نشان مي دهند. امروزه، استفاده از نانوكامپوزيت ها به عنوان جاذب براي تصفيه پساب كارخانه هاي توليد رنگزا، به دليل خواص فيزيكي و شيميايي ويژه از زمينه هاي مورد علاقه پژوهشگران است. در اين پژوهش، سينتيك و ترموديناميك جذب ماده رنگزاي مالاشيت سبز توسط جاذب نانوكامپوزيت سه جزئي شامل نانولوله كربني چند ديواره كربوكسيل دار، سلولز و ذرات نانو اكسيد منيزيم بررسي شد. براي اين منظور، مدل سينتيك شبه مرتبه اول، چهار نوع از مدل سينتيك شبه مرتبه دوم (نوع اول، دوم، سوم و چهارم) و مدل سينتيك الوويچ بررسي شد. همچنين، تغييرات انرژي آزاد گيبس ،آنتالپي و آنتروپي فرآيند جذب سطحي بررسي شد. بررسي سينتيكي نشان داد فرايند انجام شده با مدل سينتيك شبه مرتبه دوم ( نوع دوم) مطابقت بيشتري دارد. همچنين نتايج ترموديناميكي نشان دهنده گرماگير و خود به خودي بودن فرايند جذب سطحي رنگزاي‌ مالاشيت سبز بر روي جاذب ها مي‌باشد.

Two or more materials are combination for the composites synthesis that exhibit different physical and chemical properties than the primitive materials. Today, the use of nanocomposites as adsorbents for the treatment of dusts of dye-producing factories, due to their physical and chemical properties, is one of the fields of interest for researchers. In this study, the kinetics and thermodynamics of the green malachite dye were investigated by two nanocomposite adsorbents including carboxylated multi-wall carbon nanotube, cellulose, and magnesium nano-oxide particles. For this purpose, the first-order kinetic model, four types of second-order kinetic models (type I, II, III, and IV) and the Elovich kinetic model were investigated. Also, Gibbs free energy changes, enthalpy and entropy of the adsorption process were investigated. A kinetic study showed that the process performed with the second-order pseudo-second kinetic model (type II) was better. Also, thermodynamic functions, such as ΔG°, ΔH°, and ΔS° were calculated and it reveals that the adsorption MG dye on both surfaces was spontaneous and endothermic in nature.