بررسي جذب فنل از محلول هاي آبي با استفاده از كربن هسته انار

Investigation of Phenol Adsorption from Aqueous Solutions Using Pomegranate Kernel Activated Carbon

اين پژوهش با هدف بررسي كارايي كربن هسته انار در جذب فنل از محلول هاي آبي انجام شده است. بدين منظور نمونه پساب داراي فنل به طور مصنوعي در مقياس آزمايشگاهي در آب يون زدايي شده و در يك راكتور ناپيوسته، اثر عامل هاي موثر مانندpH اوليه محلول، مقدار جاذب، زمان تماس، غلظت اوليه فنل و اثر دما بررسي شد. غلظت فنل باقي مانده در نمونه هاي مورد آزمايش با استفاده از روش اسپكتروفتومتري در طول موج 270 نانومتر تعيين شد و براي تجزيه وتحليل داده ها نرم افزار EXCEL به كار برده شد. به منظور مطالعه سينتيك جذب سطحي، سينتيك شبه درجه اول، شبه درجه دوم و سينتيك نفوذ درون ذره اي موردمطالعه قرار گرفت كه نتيجه ها نشان دهنده تطابق بيش تر سينتيك شبه درجه دوم با داده هاي تجربي است. همچنين تطابق داده هاي تجربي با هم دما هاي لانگموير و فروندليچ بررسي شد كه مقدار ضريب همبستگي (R2=0.99) نشان دهنده تبعيت جذب فنل از هم دماي فروندليچ است. پارامترهاي ترموديناميكي مانند انرژي آزاد گيبس استانداردΔGο، آنتالپي استاندارد HοΔ و آنتروپي استاندارد ΔSο در دماهاي گوناگون محاسبه شد. منفي بودن تغييرهاي انرژي آزاد گيبس و آنتالپي نشان دهنده خود به خودي و گرمازا بودن فرايند جذب است. با توجه به نتيجه هاي به دست آمده، ميزان جذب فنل توسط كربن هسته انار با افزايش زمان تماس و گرم جاذب افزايش مي يابد و با افزايش pH، غلظت اوليه فنل و دما كاهش مي يابد. بيش ترين درصد جذب فنل توسط كربن هسته انار برابر 94 % در pH بهينه 2، مقدار جاذب g 1.5 در غلظت اوليه فنل معادل mg/L100 و زمان تماس 30 دقيقه به دست آمد. بر اساس نتيجه هاي به دست آمده مشخص شد كه كربن هسته انار يك جاذب ارزان قيمت و در دسترس محسوب شده و داراي پتانسيل بالا، در جذب فنل از محلول هاي آبي است.

This study has investigated the efficiency of pomegranate kernel activated carbon in phenol adsorption from aqueous solutions. Artificially samples of wastewater containing phenol in a laboratory scale were prepared with deionized water and the influences of effective parameters such as initial pH of the solution, adsorbent dosage, contact time, initial phenol concentration and the temperature were studied in a batch reactor. The residual phenol concentration in samples was determined with a spectrophotometer in 270 nm and the excel software was used for analyzing the experimental data. In order to kinetic study of phenol adsorption, the pseudo-first-order, pseudo-second-order, and intraparticle diffusion were chosen. The results showed that the data has the best fit with the pseudo-second-order model. Also, accordance of the data with the Langmuir and Freundlich isotherm models was investigated. The correlation coefficient value (R2=0.99) indicates that the adsorption followed the Freundlich isotherm model. Thermodynamic parameters such as standard Gibbs free energy (ΔGο), standard enthalpy (ΔHο) and standard entropy (ΔSο) was calculated in different temperature. Negative values of ΔGο and ΔHο demonstrate that the adsorption process is spontaneous and exothermic, respectively. The results showed the amount of phenol adsorbed increased when the contact time and adsorbent dosage increased and it was decreased with increasing the pH, phenol initial concentration and temperature. The maximum percentage of phenol adsorption on pomegranate kernel activated carbon in optimum condition (pH=2, adsorbent dosage=1.5 g, equilibrium time=30 minutes) in 100 mg/L initial phenol concentration was determined 94%. Based on the results of this study revealed that the pomegranate kernel activated carbon is a cheap and available adsorbent and has high potential to adsorption of phenol from aqueous solutions.