مطالعه كارايي و ايزوترم جذب نيكوتين در محلول آبي توسط نانوكامپوزيت هالوسيت-پلي تيوفن

Performance and isotherms investigation of nicotine adsorption in aqueous solution by Halloysite-Polythiophene nanocomposite

زمينه و هدف: نيكوتين بعنوان سمي­ ترين آلكالوئيد در تنباكو، يكي از تركيباتي است كه باعث مرگ­ و مير انسان ­ها در طي چند دهه گذشته شده است. هدف از اين مطالعه حذف نيكوتين بعنوان يك آلاينده زيست محيطي از محلول آبي با استفاده از نانوكامپوزيت هالوسيت-پلي­تيوفن (HNT@PTh) است. روش بررسي: نانوكامپوزيت HNT@PTh ابتدا با تهيه مخلوط يكنواختي از HNT و كلريد ­آهن (ш) به كمك آسياب توپي و سپس انجام پليمريزاسيون تيوفن روي سطح آن در دماي C° 5-0 تهيه گرديد. در اين مطالعه، پارامترهايpH ، زمان­ هاي تماس و غلظت اوليه نيكوتين در مقياس آزمايشگاهي مورد بررسي قرار گرفت و خصوصيات فيزيكي جاذب توسط آناليز FTIR و SEM تعيين گرديد. سپس، نتايج جذب با استفاده از ايزوترم­ هاي لانگموير و فروندليچ توصيف شدند. يافته ­ها: نتايج حاصل از اين مطالعه نشان داد كه فاكتورهاي pH محلول، زمان­ هاي تماس و غلظت اوليه نيكوتين تاثير مستقيم بر فرايند جذب دارند بطوري‌كه بيشترين ميزان جذب در pH برابر با 7 برايmg 50 از جاذب طي بازه زماني min 90 با غلظتmg/L 25 از نيكوتين بدست آمد. نتايج مطالعات ايزوترمي نيز نشان داد كه جذب نيكوتين با مدل لانگموير همخواني بيشتر دارد. نتيجه­ گيري: نتايج اين تحقيق نشان مي­ دهد كه اصلاح هالوسيت بعنوان يك تركيب معدني با پلي تيوفن و سنتز نانوكامپوزيت HNT@PTh مي ­تواند بعنوان جاذب موثر براي جذب آلاينده ­نيكوتين بكار رود.

Background and Objective: Nicotine as the most toxic alkaloid in tobacco is one of the compounds which causes human death over the past few decades. The purpose of this paper was to remove nicotine environmental pollution from aqueous solutions using halloysite-polythiophene nanocomposite. Materials and Methods: Halloysite-polythiophene nanocomposite was prepared using a homogeneous solution of HNT and FeCl3 at 0-5°C by the ball milling technique. In this study, parameters such as pH, contact time and initial concentration of nicotine in laboratory scale were studied and the physical properties of the adsorbent were characterized via fourier transform infrared (FTIR) and scanning electron microscopy (SEM). Then, the absorption results were described using Langmuir and Freundlich isotherms. Results: The results showed that the pH, initial concentration of nicotine and contact time had a direct effect on the nicotine adsorption process. The adsorption of nicotine followed Langmuir isotherm (R2 < 0/995). Moreover, the best adsorption result was achieved at pH=7, 50mg adsorbent, contact time of 90 min and 50mg/L of nicotine. Conclusion: The results of this study showed that the Halloysite modification as a mineral composite with polythiophene and the synthesis of HNT@PTh nanocomposite can be used as an effective adsorbent to adsorb the nicotine.