بررسي كارايي نانو لوله هاي كربني چند ديواره در حذف هيدروكربن هاي نفتي از محيط آبي (مطالعه موردي نفتالين)

(Efficiency of Multi-Walled Carbon Nanotubes in TPH Adsorptionin Aqueous Solution (Case study: Naphthalene

زمينه و هدف: يكي از انواع آلودگي هاي آلي آب، آلودگي هاي نفتي است. بيشترين تركيب نفت را هيدروكربن ها تشكيل مي دهند. نفتالين متقدم ترين هيدروكربن آروماتيك با دو حلقه بنزني است كه باعث كم خوني و آسيب به شبكيه چشم مي شود و براي گياهان و آبزيان نيز سمي است. در اين مطالعه حذف اين تركيب از آب با نانو لوله كربني چند ديواره بررسي مي شود. روش بررسي: اين مطالعه تجربي به صورت ناپيوسته انجام شده كه در آن تاثير پارامترهاي زمان ماند، غلظت نانو لوله كربني چند ديواره و غلظت محلول وpH ، در حذف نفتالين بررسي شده است. در طي مراحل مختلف تحقيق، غلظت نفتالين با دستگاه اسپكتروفتومتري در طول موج 254 نانومتر تعيين شد. يافته ها: حداكثر ظرفيت جذب سطحي نفتالين بر روي نانو تيوب هاي كربني چند جداره 31/3 ميلي گرم بر گرم در pH اسيدي (3pH= ) بوده و زمان مناسب جهت دستيابي به حداكثر جذب نفتالين و حالت تعادل، 90 دقيقه مي باشد. با افزايش مقدار جاذب از2/ 0 به 0/3 گرم در ليتر، راندمان حذف براي محلول نفتالين با غلظت اوليه 10ميلي گرم در ليتر از 97 درصد به 99/99 درصد و با افزايش غلظت اوليه نفتالين از 3 به 10 ميلي گرم در ليتر در 3 pH= و زمان 90 دقيقه راندمان حذف از 73/33 درصد به 99/99 درصد افزايش مي يابد. مكانيسم جذب از سنتيك جذب درجه اول(0/96= R2) تبعيت مي كند. بحث و نتيجه گيري: به دليل اندازه كوچك، سطح مقطع زياد، شكل كريستالي و نظم شبكه اي منحصر به فرد و در نتيجه واكنش پذيري بسيار زياد و عملكرد قابل توجه نانو تيوب هاي كربني چند جداره به عنوان جاذب در حذف آلاينده هاي آلي از محلول هاي آب، اين جاذب مي تواند جهت حذف نفتالين از آب موثر باشد.

Background and Objective: Oil pollution is a type of organic water pollution. The hydrocarbons constitute most of the petroleum composition. Most of the early aromatic hydrocarbons are naphthalene with two benzene ring which cause anemia and damage the retina. It is also toxic to plants and aquatic environment. The removal of this compound from water by multi-walled carbon nanotubes is reviewed in this study. Method: This experimental study was done in a batch system to investigate the effects of variations factors such as contact time، naphthalene concentration and dose of nanotubes on removal of naphthalene. In this study، naphthalene concentration was determined during various steps using UV-vis spectrophotometer at 254 nm. Findings: Maximum surface adsorption of naphthalene onto multi-walledcarbon nanotubes was 33.3 mg/gr and the maximum adsorption occurred at acidic pH (pH =3). And the appropriate time for reaching the maximum adsorption rate of naphthalene and equalization state was 90 min. By increasing the adsorbent dose from 0.2 to 0.3 gr / l، removal efficiency of naphthalene solution with 10 mg/l initial concentration increased from 97% to 99.99%. By increasing naphthalene initial concentration from 3 to 10 mg/l، the removal efficiency increased from 73.33% to 99.99 % at pH=3 after 90 min. Adsorption mechanism followed pseudo first-order kinetics (R2=0.96). Discussion and Conclusion: This adsorbent could be effective for removal of naphtalene due to its small size، large surface area ، crystal shape and exclusive network arrangement and consequently very high reactivity and noticeable performance of multi-walled carbon nanotubes as adsorbent in removal of organic pollutants from aqueous solution.