حذف رنگينه نارنجي متيل از محلول آبي با استفاده از زيست‌جاذب اصلاح‌شده با نانوالياف پلي‌آنيلين: مطالعات هم‌دما، سينتيك و ترموديناميك

فرضيه: رنگينه نارنجي متيل از جمله رنگينه‌هاي استفاده‌شده در صنايع مختلف مانند چاپ و رنگرزي است. از آنجا كه نارنجي متيل تحت تأثير تصفيه زيستي معمولي نيست و به‌راحتي تجزيه نمي‌شود، رهاسازي پساب‌هاي داراي اين تركيب سمي به آب‌هاي محيطي اثرهاي نامطلوبي بر زندگي انسان و بوم‌سازگان آبي دارد. بنابراين، حذف اين رنگينه‌ها از پساب‌هاي مختلف موضوع ضروري است. از ميان روش‌‌هاي رايج تصفيه آب، روش جذب سطحي به‌وسيله‌ زيست‌‌جاذب‌ها روش ساده، كارآمد و ارزان‌قيمت به‌شمار مي‌رود. در پژوهش حاضر، از پوست گردو اصلاح‌شده با نانوالياف پلي‌آنيلين (PANI/WNS) براي حذف رنگينه نارنجي متيل استفاده شده است. اين جاذب اصلاح‌شده به‌دليل داشتن ويژگي‌هاي مطلوبي از جمله شكل‌شناسي مناسب و گروه‌هاي عاملي داراي بار مثبت، گزينه مناسبي براي حذف رنگينه‌هاي آنيوني است.روش‌ها: پوست‌گردو اصلاح‌شده با نانوالياف پلي‌آنيلين (PANI/WNS) از واكنش پليمرشدن آنيلين روي سطح ذرات پوست ‌گردو تهيه و با روش‌هاي FTIR ،FE-SEM ،EDX ،BET و XRD مشخصه‌يابي شد. اثر پارامترهاي فيزيكي و شيميايي مختلف مانند pH اوليه، زمان تماس، مقدار جاذب و غلظت اوليه رنگينه بر مقدار حذف نارنجي متيل مطالعه و بهينه‌سازي شد. همچنين، پارامترهاي ترموديناميكي مانند ΔH،ΔS و ΔG نيز بررسي شد.يافته‌ها: جاذب استفاده‌شده قابليت خوبي براي حذف رنگينه نارنجي متيل در محيط اسيدي دارد. با بهينه‌سازي پارامترهاي مؤثر بر فرايند جذب، بيشترين مقدار حذف نارنجي متيل در شرايط pH برابر 3، زمان تماس  140min، مقدار جاذب 0.35g/L  و غلظت اوليه 50mg/L به‌دست آمد. ارزيابي داده‌هاي آزمايشگاهي با مدل‌هاي مختلف هم‌دما نشان داد، بيشترين ضريب هم‌بستگي مربوط به مدل هم‌دماي Langmuir و برابر 0.9975 است كه بيانگر تك‌لايه‌بودن فرايند جذب رنگينه است. همچنين، بيشينه ظرفيت جذب براي رنگينه نارنجي متيل 243.9mg/g  در دماي 25 درجه سلسيوس به‌دست آمد كه در مقايسه با جاذب‌هاي مشابه گزارش شده مقدار شايان توجهي بوده و نشان‌دهنده قابليت زياد زيست‌جاذب اصلاحي مطالعه‌شده براي حذف رنگينه‌هاي آنيوني مانند نارنجي متيل است. افزون بر اين، براساس نتايج حاصل از مطالعات سينتيكي، مدل شبه‌مرتبه دوم توصيف بهتري از داده‌هاي آزمايشگاهي نشان داد. مطالعات ترموديناميك نيز نشان داد، جذب سطحي رنگينه فرايند مطلوب، خود‌به‌خود و گرماگير است.