كاربرد نانولوله‌هاي كربنه چند ديواره مغناطيسي شده براي حذف سورفاكتانت آنيوني سديم دودسيل سولفات از محلول‌هاي آبي: مطالعه ايزوترمي و كينتيكي

Application of Magnetic Multiwall Carbon Nanotubes for the Removal of Sodium Dodecyl Sulfate (SDS) from Aqueous Solutions: Isotherm and Kinetic Studies

زمینه و هدف: سورفاكتانت‌ها در صابون‌ها، دترجنت‌ها، محصولات دارویی، مواد حاصل از مراقبت‌های فردی و صنایع چرم یافت می‌شوند. در این مطالعه جذب سورفاكتانت سدیم دودسیل سولفات بر روی نانولوله‌های كربنی چند دیواره مغناطیسی شده از محلول‌های آبی مورد بررسی قرار گرفت. روش بررسی: پارامترهای غلظت سورفاكتانت، دز جاذب و میزان pH به عنوان متغیر در نظر گرفته شده است. غلظت باقیمانده سورفاكتانت با استفاده از روش متیلن بلو اندازه‌گیری و ویژگی‌های جاذب نانولوله كربنه چنددیواره مغناطیسی شده با استفاده از آزمایش‌های پراش اشعه x و طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز تعیین گردید. ظرفیت جذب سدیم دودسیل سولفات بر روی جاذب، ایزوترم‌های جذب و سینتیك واكنش نیز مورد بررسی قرار گرفت.  یافته‌ها: بررسی‌های جذب نشان داد كه میزان جذب سدیم دودسیل سولفات با افزایش غلظت اولیه، افزایش pH و كاهش دز جاذب كاهش می‌یابد. جذب سدیم دودسیل سولفات پس از min 120 به تعادل رسیده و با افزایش غلظت از 15 به mg/L 150 ظرفیت جذب از mg/g 8 به mg/g  61 افزایش یافت. نتایج مطالعات ایزوترم و سینتیك جذب نیز نشان داد كه داده‌های حاصل از ایزوترم از مدل جذب لانگمویر (0/993 R2=) و سینتیك شبه درجه دوم (0/992 R2=) تبعیت می‌كنند. نتیجه‌گیری: جاذب نانولوله چند دیواره مغناطیسی شده با توجه به ظرفیت جذب بالا و زمان تعادل نسبتا كم در حذف سورفاكتانت آنیونی سدیم دودسیل سولفات و قابلیت جداسازی آسان جاذب از محیط‌های آبی‌، یك گزینه موثر و مفید به منظور حذف سدیم دودسیل سولفات است.

Background and Objective: Surfactants can be found in soaps, detergents, pharmaceutical products, personal care products, as well as in leather industries. In this study, adsorption of Sodium Dodecyl Sulfate (SDS) on magnetic multi-walled carbon nanotubes in the aqueous solutions was investigated. Materials and methods: Surfactant concentration, adsorbent dosage, and pH values were considered as variables. Residual surfactant was measured using methylene blue method and adsorbent characteristic was determined by X-Ray diffraction and Fourier transform infrared spectroscopic analysis. Adsorption capacity, adsorption isotherm, and kinetic reaction were also investigated. Results: Adsorption investigations demonstrated that the increase in initial SDS concentration or pH values, led to the decrease in SDS adsorption. Conversely, the same result was achieved by decreasing adsorbent dosage. After 120 min SDS adsorption became stable. By increasing in SDS concentration from 15 to 150 mg/L, adsorption capacity improved from 8 to 61 mg/g. Isotherm and kinetic data demonstrated that experimental data pursued Langmuir isotherm (R2=0.993) and pseudo-second order equation (R2=0.992). Conclusion: Magnetic multiwall carbon nanotubes can be used as an effective and useful sorbent for SDS removal due to several advantages including: high adsorption capacity, relatively low equilibrium time, and easy separation of magnetic multiwall carbon nanotubes from aqueous solutions.