استفاده از نانوذرات آهن در سنتز هيدروژل مهره هاي مغناطيسي جهت حذف رنگزاي بازيك آبي 159 از محيط هاي آبي

Iron Nanoparticles (Fe3O4) Used to Synthesize Magnetic Sodium Alginate Hydrogel Beads for the Removal of Basic Blue 159 from Aqueous Solutions

رنگ ها از جمله آلاينده هاي اصلي موجود در فاضلاب هاي صنايع نساجي مي باشند كه به دليل ساختار پيچيده مولكولي، غالباً سمي و سرطانزا بوده و در محيط زيست پايدار مي باشند. بنابراين هدف اصلي اين پژوهش بررسي كارايي حذف رنگ بازيك آبي 159 (BB159) از محيط هاي آبي توسط هيدروژل مهره هاي مغناطيسي آلجينات سديم بود. ابتدا هيدروژل مهره هاي مغناطيسي آلجينات سديم بر اساس روش راچر و با استفاده از CaCl2 به عنوان كراس لينك كننده، سنتز شدند. سپس گروه هاي فعال موجود در سطح مهره هاي مغناطيسي توليد شده توسط طيف سنجي مادون قرمز تبديل فوريه مورد مطالعه قرار گرفت. خواص مغناطيسي مهره ها توسط مغناطيس سنج نمونه ارتعاشياندازه گيري و پارامترهاي مغناطيسي محاسبه شد. اثر پارامترهاي مختلف از جمله مقدار جاذب،pH ، غلظت اوليه رنگزا و زمان تماس در ميزان حذف رنگزاي 159BB توسط اين جاذب مورد بررسي قرار گرفت. ايزوترم جذب رنگزاي 159BB بر روي هيدروژل مهره هاي مغناطيسي آلجينات سديم توسط مدل هاي لانگمير، فروندليچ، تمكين و بي.اي.تي بررسي شد. با توجه به نتايج به دست آمده مي توان دريافت كه مهره هاي مغناطيسي آلجينات سديم داراي گروه هاي -COO و- OH بوده كه در جذب رنگزاي 159BB با بار مثبت، نقش شاياني دارند. مقدار مغناطش اشباع براي مهره هاي آلجينات سديم/ نانو ذرات آهن emu/g8/21 به دست آمد. نتايج نشان داد كه بيشترين ميزان حذف رنگزا از محلول رنگي در pH برابر 11، مدت زمان 120 دقيقه و مقدار 9 گرم جاذب صورت گرفته است. از نتايج به دست آمده مي توان دريافت كه حذف رنگزاي مذكور از مدل لانگمير تبعيت مي كند. نتايج اين تحقيق نشان داد كه هيدروژل مهره هاي مغناطيسي آلجينات سديم داراي راندمان قابل قبولي (85 درصد) براي حذف رنگزاي159 BB از محيط هاي آبي مي باشد.

Dyes are a main source of pollutants in textile plant effluents. Due to their molecular structure، they are usually toxic، carcinogenous، and persistent in the environment. The aim of the present work was to explore the removal of basic blue159 (BB159) using magnetic sodium alginate hydrogel beads. Magnetic sodium alginate hydrogel beads were initially synthesized accoriodng to Rocher method using CaCl2 as a crosslink agent. Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) was then employed to examine the functional groups on the surface of the magnetic sodium alginate hydrogel beads. In a third stage، the magnetic properties of the beads were measured using a vibrating sample magnetometer (VSM) and the magnetic parameters were calculated. Subsequently، the effects of such parameters as adsorbent dosage، pH، initial concentration of dye، and contact time were evaluated on the BB159 removal efficiency of the adsorbent used. Finally، the Langmuir، Freundlich، Temkin، and B.E.T models were exploited to study the adsorption isotherm of BB159 onto the magnetic sodium alginate hydrogel beads. It was found that the magnetic sodium alginate beads possess both –COO and –OH groups that play important roles in the adsorption of the positively charged BB159 dye. A saturation magnetization equal to 21/8(emu/g) was obtained for the sodium alginate beads/nano Fe3O4. Results also revealed that the highest dye removal from aqueous solutions was achieved at pH=11 in 120 minutes for 9 grams of the adsorbent. The study indicated that BB159 removal using the magnetic sodium alginate hydrogel beads as the adsorbent obeys the Langmuir model. Moreover، it was shown that the efficiency of the process for BB159 removal from aqueous solutions was satisfactory (85%)