حذف 4- كلروفنل از محيط‌هاي آبي با استفاده از جاذب نانوساختار اكسيد گرافن

Removal of 4-Chlorophenol from Aqueous Solutions Using Graphene Oxide Nanoporous Adsorbent

در این تحقیق اكسید گرافن به‌عنوان یك جاذب نانو ساختار با خواص بهتری نسبت به سایر جاذب‌ها برای حذف 4-كلروفنل از محیط آبی مورد بررسی قرار گرفت. اكسید گرافن با روش هامر سنتز شد. برای شناسایی مورفولوژی و ساختار جاذب از روش‌های پراش‌سنجی پرتو ایكس و تصویر میكروسكوپ پراش الكترونیكی استفاده شد. متغیرهای مؤثر بر فرایند جذب از جمله غلظت اولیه 4-كلرو فنل، مقدار جاذب و pH به‌روش تغییر یك عامل در زمان بررسی شد. در انتها داده‌ها با ایزوترم‌های لانگمیر و فروندلیچ مطابقت داده شد. فرایند جذب در زمان 20 دقیقه به تعادل رسید. مقدار 4/0گرم در لیتر اكسید گرافن در زمان 5 دقیقه و pH برابر 8 توانست 10 میلی‌گرم در لیتر 4-كلروفنل را تا90 درصد حذف نماید. ایزوترم لانگمیر، فرایند جذب را به‌خوبی توصیف نمود. مقدارR2  معادل 99/0و RL برابر با 34/0 به‌دست آمد.فرایند جذب به‌وسیله جاذب اكسید گرافن از فرایندهای ارزان قیمت با راندمان بالا است و می‌توان از آن در كاهش و از بین بردن آلاینده‌های محیطی و ‌به‌ویژه محیط‌های آبی استفاده نمود.

In this study, graphene oxide was used as a nanostructured adsorbent with properties supposedly better than other common adsorbents to remove 4-chlorophenol from aqueous solutions. For this purpose, graphene oxide was initially synthesized using the Hummerʹs method and x-ray diffraction and scanning electron microscopy were employed to identify its morphology and structure. The variables involved in the absorption process (including 4-chlorophenol initial concentration, adsorbent dosage, and pH) were investigated based on the one-factor-at-a-time method. Eventually, the data were confirmed against the Langmuir and Freundlich isotherms. It was found that the adsorption process reached equilibrium in 20 minutes. A dosage of 0.4 g/L graphene oxide at pH=8 brought about 90% removal of 10 mg/L 4-chlorophenol within 5 minutes. The adsorption isotherm was described well by the Langmuir isotherm model and the values for R2 and RL were recorded as 0.99 for and 0.34, respectively. Being a low cost and highly efficient process, the adsorption process using graphene oxide adsorbent may be recommended for the reduction and elimination of pollutants in the environment, especially those in aqueous solutions.