حذف اتيل بنزن و زايلن از محلول‌هاي آبي توسط نانولوله‌هاي كربني

Using Carbon Nanotubes to Remove Benzene and Toluene

مقدمه: حذف اتيل بنزن و زايلن از محلول‌هاي آبي با استفاده از نانولوله‌هاي كربني تك ديواره (SWCNT يا Single walled carbon nano tubes)، نانولوله‌هاي كربني چند ديواره (MWCNT يا Multi walled carbon nano tubes) و نانولوله‌هاي كربني هيبريد (HCNT يا Hybrid carbon nano tube) مورد بررسي قرار گرفت. روش‌ها: نمونه‌هاي مورد نياز به صورت سنتتيك با غلظت mg/l 10 از اتيل بنزن و زايلن، غلظت g/l 1 نانولوله‌هاي كربني و زمان تماس 10 دقيقه در pH خنثي توسط دستگاه گاز كروماتوگرافي آناليز شد. براي آناليز نمونه‌ها از نرم‌افزار طراحي آزمايش (DOE يا Design of experiment) استفاده شد. يافته‌ها: ظرفيت جذب اتيل بنزن و زايلن توسط SWCNT بيشتر از MWCNT و HCNT (براي اتيل بنزن mg/g 97/9 و براي زايلن mg/g 10 توسط SWCNT) بود. زايلن بيشتر از اتيل بنزن جذب شد كه ناشي از بيشتر بودن قابليت انحلال اتيل بنزن و كمتر بودن وزن مولكولي آن نسبت به زايلن است. بازيابي نانولوله‌هاي استفاده شده با استفاده از گرما در دماي ?C2 ± 105 براي اولين بار در اين تحقيق انجام گرفت، كه علاوه بر بازيابي باعث بهبود عملكرد آن‌ها در حذف اتيل بنزن نسبت به حالت اوليه نيز گرديد. نتيجه‌گيري: SWCNT توانست به طور موثري اتيل بنزن و زايلن را از آب جذب نمايد و داراي پتانسيل خوبي براي تصفيه آب و فاضلاب‌هاي آلوده به مواد نفتي بود.

Abstract Background: The removal of ethylbenzene and xylene at a concentration of 10 mg/l from aqueous solutions by single- and multi-walled carbon nanotubes (SWCNT and MWCNT, respectively) and hybrid carbon nanotubes (HCNT) was evaluated at a nanomaterials dose of 1 g/l, a contact time of 10 minutes, and a pH 7. Methods: Synthetic samples were analyzed by gas chromatography/mass spectrometry (GC/MS). In order to analyze the data, design of experiment (DOE) was applied. Findings: The equilibrium amounts (qe) (mg/g) using SWCNT (ethylbenzene: 9.97 mg/g and xylene: 10 mg/g) were higher than using MWCNT and HCNT. Xylene was adsorbed more than ethylbenzene due to its better water solubility and lower molecular weight. Conclusion: It is concluded that recycling by heating at 105 ± 2?C, used for the first time in this study, cause better adsorption performance for carbon nanotubes. In addition, the SWCNTs can effectively adsorb ethylbenzene and xylene from water and can thus be used as efficient adsorbents to purify waters and wastewaters polluted by petrochemicals.