توليد كربن فعال ميان حفره از مخروط درخت كاج ايراني (Pinus eldarica) با استفاده از فعّال‌سازي شيميايي براي جذب سديم دودسيل بنزن سولفونات از محلول آبي

Production of mesoporous activated carbon from cone of Iranian pine tree (Pinus eldarica) using chemical activation for adsorption of sodium dodecylbenzene sulfonate from aqueous solution

زمينه و هدف: امروزه آلودگي‌هاي ناشي از فاضلاب‌هاي حاوي سورفاكتانت‌ها يكي از عوامل عمده و شايع آلودگي‌هاي محيط زيستي به‌شمار مي‌روند. سديم دودسيل بنزن سولفونات (SDBS)، از مهم ترين و عمده ­ترين انواع سورفاكتانت­ ها محسوب مي­ شود. هدف از اين مطالعه سنتز كربن فعال ميان‌حفره از مخروط درخت كاج ايراني (Pinus eldarica) با استفاده از فعّال­ سازي شيميايي به‌ منظور حذف سورفاكتانت‌ سديم دودسيل­بنزن سولفونات (SDBS) از محلول آبي در سيستم‌ ناپيوسته مي باشد. روش بررسي: براي سنتز كربن فعال از فعال‌سازهاي اسيد فسفريك، پتاسيم كربنات و پتاسيم هيدروكسيد با نسبت‌هاي اشباع‌سازي متفاوت استفاده گرديد. فرايند كربنيزاسيون در كوره سراميكي تحت جريان گاز نيتروژن با دبي گاز ml/min 100 در دماي°C 750، ميزان حرارتي °C/min8 و به­ مدت 3 ساعت انجام شد. بيشترين سطح ويژه در نمونه فعال‌سازي شده با اسيد فسفريك با نسبت اشباع 2:1 معادل m2/g1580 به‌دست آمد. در سيستم ناپيوسته كارايي نمونه‌هاي كربن فعال توليد شده براي جذب SDBS از محلول آبي مورد ارزيابي قرار گرفت. يافته‌ها: نتايج نشان داد كه كربن فعال توليدشده با استفاده از فعال‌ساز پتاسيم كربنات با درصد اشباع 1: 0/75 داراي بيشترين ظرفيت جذب معادل mg/g 97/56 بوده است. براي بررسي سينتيك واكنش از مدل‌هاي شبه درجه اول، شبه درجه دوم و نفوذ درون‌ذره‌اي استفاده شد كه نتايج بيانگر اين بود كه مدل شبه درجه دوم با 0/982

Background and Objective: Recently pollution due to sewage containing surfactants has become a major cause of environmental pollution. Sodium dodecyl benzene sulfonate (SDBS) is one of the most important types of surfactants. The purpose of this study was to synthesize activated carbon (AC) from Iranian pine cones (Pinus eldarica) for the removal of sodium dodecylbenzene sulfonate (SDBS) from aqueous solution in batch systems. Method: The activated carbon samples were prepared using three activation agents including phosphoric acid, potassium carbonate and potassium hydroxide with different impregnation ratios. Pyrolysis process was performed in a ceramic furnace under a nitrogen gas flow rate of 100 ml/min with a heating rate of 8°C/min for 3 hours in 750 °C. Maximum surface area was obtained using synthesized activated carbon with H3PO4 in impregnation of 2:1 with 1580 m2/g. The synthesized activated carbon with three activating agents was used in the batch system to remove the SDBS from aqueous solution. Findings: The results showed that activated carbon produced by potassium carbonate with impregnation ratio of 0.75:1 has the highest absorption capacity of 97.56 mg/g. The experimental kinetic data were analyzed by pseudo-first-order, pseudo-second-order, and intraparticle diffusion models. The result indicated that pseudo-second-order with R2>0.982 provided a better description of adsorption data. Desorption experiments were carried out using different compounds. Sulfuric acid and ethanol showed the highest desorption rates of 65/67 and 40/03%, respectively.