بررسي عملكرد كربن فعال تهيه شده از درخت سپيدار در حذف فنل از محلول آبي

Performance of Activated Carbon Prepared from Populus alba in Removal of Phenol from Aqueous Solution

سابقه و هدف: فنلها به دليل پتانسيل آسيب به سلامت انسان به عنوان آلاينده‌هاي متقدم طبقه‌بندي شده اند. بنابراين بايد نسبت به حذف فنل و جلوگيري از آلودگي منابع آب اقدام نمود. هدف از اين تحقيق بررسي جذب فنل از محلول آبي توسط كربن فعال تهيه شده از درخت سپيدار است. مواد و روش‌ها: اين پژوهش يك مطالعه تجربي بوده كه كربن فعال تهيه شده از درخت سپيدار به عنوان جاذب با مش 40 استفاده شده است. در اين مطالعه، پس از تهيه محلول استوك فنل، اثر پارامترهاي موثر در فرايند جذب نظير pH (4، 6، 8 و 10)، زمان تماس (3 تا 60 دقيقه)، دوز جاذب (0/25 تا 5 گرم بر ليتر)، غلظت اوليه فنل (10 تا 50 ميلي‌گرم بر ليتر) مورد بررسي قرار گرفت. هم‌چنين براي توصيف اطلاعات آزمايشگاهي، ايزوترم‌هاي لانگموير، فروندليچ و تمكين و مدل‌هاي سينتيك درجه اول و دوم كاذب بررسي گرديد. همه آزمايش‌ها دوبار تكرار و ميانگين درصد حذف ارائه شده است. يافته‌ها: سطح BET كربن فعال به‌دست آمده از درخت سپيدار m2/g 1068 به دست آمد. مطابق مدل لانگموير، حداكثر ظرفيت جذب mg/g 172/41حاصل شد. ارزيابي سينتيكي نشان داد كه جذب فنل توسط كربن فعال تهيه شده از درخت سپيدار از مدل درجه دوم كاذب تبعيت مي‌نمايد. نتايج اين مطالعه نشان داد كه افزايش زمان تماس و دوز جاذب منجر به افزايش جذب فنل و افزايش pH و افزايش غلظت اوليه فنل كاهش جذب فنل را در پي دارد. فنل در pH برابر 4 كاملاً حذف شد. استنتاج: نتايج حاصل از مطالعه نشان داد كه كربن فعال تهيه شده از درخت سپيدار قابليت مناسبي در جذب فنل از فاضلاب‌ها دارد. با توجه به اين‌كه درخت سپيدار بوفور در بسياري از مناطق كشورمان در دسترس است، از اين درخت مي‌توان براي تهيه جاذب و در حذف آلاينده‌ها در صنعت آب و فاضلاب استفاده نمود.

Background and purpose: Phenols are considered as priority pollutants because of their potential harm to human health. So, they should be removed from water resources to avoid further pollutions. The aim of this research was to evaluate phenol adsorption from aqueous solution using activated carbon provided from Populus alba. Materials and methods: In this experimental study we used activated carbon as adsorbent with a mesh 40 that was provided from P. alba. After preparation of stock solution, the effect of influencing parameters on adsorption process such as pH (4, 6, 8, 10), contact time (3-60 min), adsorbent dosage (0.25-5g/l), and initial phenol concentration (10-50 mg/L) were evaluated. Also, to describe the experimental data, the Langmuir, Freundlich, and Temkin isotherms, pseudo first- and pseudo secondorder kinetic models were assessed. All experiments were conducted twice and the mean of percentage removal was obtained. Results: BET surface areas of the activated carbon provided from P. alba were obtained at 1068 m2/g. According to Langmuir model, the maximum adsorption capacity of 172.41 mg/g was attained. Kinetic evaluation indicated that the adsorption of phenol by the investigated activated carbon followed the pseudo-second order reaction. This study showed that increase in contact time and adsorbent dosage increased the adsorption of phenol. While increase in pH and initial phenol concentration decreased phenol adsorption. Phenol was completely removed at pH4. Conclusion: The activated carbon provided from P. alba was found with a good potential for phenol removal from wastewaters. P. alba tree is abundantly found in many areas in Iran, therefore, it could be used to produce adsorbent and may be applied for removal of pollutants in water and wastewater industry.