كاربرد روش سطح پاسخ جهت بهينه سازي حذف رنگ مالاشيت سبز با نانو جاذب Cl-nZVI

Application of Response Surface Methodology to Optimize Malachite Green Removal by Cl-nZVI Nanocomposites

تخليه پساب هاي رنگي به اكوسيستم هاي طبيعي خطرات جدي را براي محيط زيست و حيات آبي ايجاد نموده است. مالاشيت سبز يك رنگ بازي است كه كاربردهاي صنعتي بسيار گسترده به خصوص در صنعت آبزي پروري در سطح دنيا دارد. در اين پژوهش كاربرد طراحي تركيبي مركزي تحت روش سطح پاسخ در جذب رنگ مالاشيت سبز از محلول هاي آبي با استفاده از نانوجاذب تركيبي كلينوپتيلولايت - نانو ذرات آهن (Cl-nZVI) بررسي شد. ساختار جاذب توليد شده با استفاده از آناليزهاي ميكروسكوپ الكتروني روبشي، آناليز عنصري به روش تفرق اشعه ايكس و آناليز تعيين ويژگي هاي مغناطيسي توصيف شد. اثر پارامترهاي مختلف شامل pH، غلظت اوليه رنگ و دز جاذب بر ميزان كارايي جذب براي يافتن بهترين شرايط جذب مورد مطالعه قرار گرفت. در مجموع 20 سري آزمايش توسط نرم افزار (Design Expert.7.0) طراحي شد و كارايي جذب به عنوان پاسخ به نرم افزار داده شد. مقادير بهينه براي سه متغيرpH، دز جاذب و غلظت رنگ مالاشيت سبز به ترتيب برابر با ۵/۶، ۱/۴۳ گرم در ليتر و ۴۹/۲۱ ميلي گرم در ليتر بوده است. تحت شرايط بهينه پارامترهاي موثر در فرايند جذب، كارايي جذب بالايي (۵۷/۹۰ درصد) براي حذف رنگ MG به دست آمد. به علاوه ميزان مطلوبيت در فرايند بهينه سازي ۰/۹۶۳ به دست آمد. بر اساس نتايج به دست آمده، جاذب Cl-nZVI مي تواند يك گيرنده مناسب و ارزان قيمت براي جذب رنگ مالاشيت سبز از پساب صنايع نساجي و فعاليت آبزي پروري باشد.

Disposal of effluents containing dyes into natural ecosystems pose serious threats to both the environment and its aquatic life. Malachite green (MG) is a basic dye that has extensive industrial applications، especially in aquaculture، throughout the world. This study reports on the application of the central composite design (CCD) under the response surface methodology (RSM) for the optimization of MG adsorption from aqueous solutions using the clinoptilolite nano-zerovalence iron (Cl-nZVI) nanocomposites. The sorbent structures produced are characterized by means of scanning electron micrograph (SEM)، energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS)، and vibrating sample magnetometer (VSM). The effects of different parameters including pH، initial MG concentration، and sorbent dosage on the removal efficiency (R) of MG were studied to find the optimum operating conditions. For this purpose، a total of 20 sets of experiments were designed by the Design Expert.7.0 software and the values of removal efficiency were used as input response to the software. The optimum pH، initial MG concentration، and sorbent dosage were found to be 5.6، 49.21 mg.L-1، and 1.43 g.L-1، respectively. A high MG removal efficiency (57.90%) was obtained with optimal process parameters. Moreover، a desirability value of 0.963 was obtained for the optimization process.