بررسي كارايي پوسته تخم مرغ به عنوان جاذب طبيعي در حذف رنگ راكتيو قرمز198 از محلولهاي آبي

Study of Eggshell Performance as a Natural Sorbent for the Removal of Reactive Red 198 Dye from Aqueous Solution

سابقه و اهداف: تركيبات رنگي يكي از بحراني ترين آلاينده ها براي اكوسيستم هاي طبيعي هستند. تخليه فاضلاب هاي رنگي حاصل از عملكرد صنايع نساجي به آب هاي پذيرنده، منجر به كاهش نفوذ نور خورشيد، بروز پديده اتروفيكاسيون و تداخل در اكولوژي آبهاي پذيرنده شده، كه ضمن اثر بر شدت فتوسنتز گياهان آبزي و جلبك‌ها در محيط هاي آبي، باعث آسيب به محيط زيست مي شود. هدف اين مطالعه حذف رنگ راكتيو قرمز 198 از محلولهاي آبي با استفاده از پوسته تخم مرغ و بررسي تاثير پارامترهاي غلظت اوليه رنگ، جرم جاذب زمان واكنش و pH بر فرايند جذب مي باشد. روش بررسي: اين مطالعه به صورت تجربي و در مقياس آزمايشگاهي انجام شد.جاذب مورد نظر در شرايط آزمايشگاهي تهيه و با استفاده از الك‌هاي استاندارد دانه‌بندي شد. خصوصيات سطحي پوسته تخم مرغ با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني مجهز به EDX و سطح ويژه آن با تكنيك جذب گاز ازت و با استفاده از ايزوترم BET تعيين گرديد. طول موج حداكثر جذب رنگ (?max) با استفاده از اسپكتروفتومتر UV/vis تعيين شد. هر كدام از مراحل مختلف آزمايشات بصورت سه بار تكرار انجام گرفته است. يافته ها: طول موج حداكثر جذب رنگ راكتيو قرمز 198 با رسم طيف جذب در حد 518 نانومتر تعيين گرديد. مهمترين اجزا پوسته تخم مرغ تركيبات كلسيمي با سطح ويژه m2/g 2/1 مي باشد. افزايش دوز جاذب از 2 به 3 گرم در 100 ميلي ليتر و افزايش pH از 4 به 10 منجر به افزايش راندمان جذب به ترتيب از 80% به 92 % و از 44% به 64% شد. نتايج نشان داد افزايش غلظت اوليه رنگ از 10 به 100 ميلي گرم در ليتر باعث كاهش راندمان جذب از 72% به 23% گرديد. سنتيك جذب رنگ مورد نظر از واكنش درجه دوم تبعيت مي كند(995/0= R2). نتيجه گيري: نتايج مطالعه نشان داد كه افزايش دوز جاذب به علت بالا بردن جايگاه هاي جذب موجب افزايش راندمان حذف شده است. افزايش غلظت اوليه رنگ به دليل بالا بردن غلظت آلاينده نسبت به جايگاه هاي جذب ثابت موجب كاهش راندمان حذف شده است.

Background: Dye compounds is one of the most critical contaminant for natural ecosystems. The aim of this study were to determine the primary concentrations of reactive red 198 dye (RR 198), adsorbent dosage and pH influences for the adsorption of RR 198 onto chicken’s eggshell (ES) as an adsorbent. Methods: The target adsorbent was prepared in laboratory conditions and pulverized by ASTM standard sieves. Surface characteristics and measurement of the adsorbent surface area was carried out with Scanning electronic microscope (SEM) and via N2 gas adsorption with Brunauer-Emmett-Teller isotherm. The maximum absorption wave length of this dye (?max) was determined by spectrophotometer (Optima SP-3000 Plus). Results: Analysis of absorption spectra showed that the ?max of RR198 is 518 nm. The results show the Calcium components are the main constituent of ES with 1.2 m2/g. Elevation of the ES dose (2 to3 g) lead to increasing of dye removal from 80% to 92%. The results show that elevation of pH from 4 to 10 would lead to increasing of RR 198 adsorption from 44% to 64% but increasing of preliminary dye concentration would lead to decreasing of dye adsorption from 72% to 23%. The kinetic studies revealed that the adsorption of RR 198 is rapid and complying with second-order kinetic (R2= 0.995) which the kinetic constant is 0.0004min-1. Conclusion: Eggshell is a cheap adsorbent that can be used for the removal of dye components from alkaline solutions.