دوره 17، شماره 1 - ( 1399 )
جلد 17 شماره 1 صفحات 181-171 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Roohbakhsh Bidaei M, Azadfallah M. Effect of surface modification of activated carbon by cold plasma on the adsorption capacity of Rhodamine B. ioh 2020; 17 (1) :171-181
URL: http://ioh.iums.ac.ir/article-1-2592-fa.html
URL: http://ioh.iums.ac.ir/article-1-2592-fa.html
روح بخش بیدیی محمود، یاراحمدی رسول، آزادفلاح محمد. تاثیر اصلاح سطح کربن فعال توسط پلاسمای سرد بر ظرفیت جذب رنگ رودامین بی. سلامت كار ايران. 1399; 17 (1) :171-181
دانشگاه تهران-گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ ، adfallah@ut.ac.ir
چکیده: (2389 مشاهده)
زمینه و هدف : بسیاری از رنگهای مورد استفاده در صنایع مختلف سمی و مضر هستند و هنگامی که در پساب رها میشوند باعث بروز مشکلات زیستمحیطی و سلامتی میشوند. رودامین B یکی از رنگهای پر کاربرد در صنعت نساجی، چاپ و چرم است که برای انسان و سایر جانوران مضر میباشد. از بین روشهای مرسوم فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی حذف رنگ، جذب یکی از روشهای ساده و موثر برای حذف رنگ از پساب میباشد. کربنفعال جاذب مناسبی برای حذف این نوع آلایندهها از فاز مایع بوده و از صدمات زیستمحیطی حاصل جلوگیری میکند. بسته به نوع آلاینده میتوان میل ترکیبی کربن فعال را با روشهای اصلاح بهبود بخشید. یکی از روشهای بهبود ظرفیت جذب کربن فعال، اصلاح آن با پلاسما میباشد. بنابراین در این تحقیق سطح کربن فعال به منظور افزایش ظرفیت جذب نسبت به رنگ رودامین B توسط پلاسمای سرد اصلاح شد.
روش بررسی: کربن فعال از چوب سالم و پوسیده راش با روش فعالسازی شیمیایی توسط ZnCl2 در دمای کربونیزاسیون ᵒC 400 و نسبت آغشتهسازی 70 درصد تهیه شد. با استفاده از روش BET و جذب N2 در دمای k 77 سطح ویژه، حجم و میانگین قطر حفرات اندازهگیری شد. اصلاح سطح کربنفعالها توسط پلاسمای تخلیه سد دیالکتریک(DBD) در یک راکتور صفحه به صفحه در سه سطح زمان و در سه سطح ولتاژ انجام گرفت. به منظور ارزیابی تغییرات ایجاد شده در ساختار کربن فعال از طیف بینی FT-IR و میکروسکوپ روبشی الکترونی(SEM) استفاده شد. سپس قابلیت حذف رنگ رودامین B از محلول آبی توسط کربن فعال اصلاح شده بررسی و نتایج با کربن فعال اصلاح نشده مقایسه شد.
یافتهها: فعالسازی شیمیایی پیشترکیبها منجر به ساخت کربنهای فعال با منافذ میکرو شد. سطح ویژه و حجم حفرات کل کربن فعال حاصل از چوب سالم بیشتر از چوب پوسیده به دست آمد. بالعکس ظرفیت جذب رنگ رودامین کربن فعال تهیه شده از چوب پوسیده بیشتر بود. تغییر ولتاژ تاثیر شگرفی بر ظرفیت جذب رنگ کربنهای اصلاح شده با پلاسما نداشت، با این وجود بهبود 20 درصدی در شرایط اعمال ولتاژ kv 2 برای مدت زمان اصلاح دو دقیقه حاصل شد. با افزایش زمان اصلاح از ظرفیت جذب نمونهها کاسته شد. نتایج طیفبینی FTIR نشان داد که در اثر اصلاح کربن فعال با استفاده از روش پلاسمای سرد، گروههای عاملی حاوی اکسیژن در سطح افزایش یافته و سطوح کربنفعال اندکی اسیدی شد. بهبود ظرفیت جذب کربنهای فعال اصلاح شده با پلاسما را به میتوان به غنی شدن سطح با همین گروهها و در نتیجه افزایش جاذبههای الکترو استاتیکی و برهمکنشهای واندروالسی با رنگ کاتیونی رودامین B نسبت داد. با توجه به تصاویر میکروسکوپ روبشی تهیه شده مشاهده شد که مرفولوژی سطوح کربن فعال در اثر تیمار با پلاسمای سرد تغییر نکرده است.
نتیجهگیری: کربن فعالهای تهیه شده از پیشترکیبهای لیگنوسلولزی با منبع یکسان در صورتیکه در معرض تخریبهای بیولوژیکی مثل پوسیدگی قارچی قرار گرفته باشند رفتار جذب متفاوتی در برابر رنگها خواهند داشت. علاوه بر این، عملآوری با پلاسمای سرد در شرایط بهینه ولتاژ و زمان تیمار میتواند روش اصلاح مناسبی به منظور افزایش ظرفیت جذب کربن فعال برای حذف آلاینده های رنگی مانند رودامین B در فاز مایع بدون ایجاد تغییرات قابل توجه در ساختار مورفولوژیکی آن باشد.
روش بررسی: کربن فعال از چوب سالم و پوسیده راش با روش فعالسازی شیمیایی توسط ZnCl2 در دمای کربونیزاسیون ᵒC 400 و نسبت آغشتهسازی 70 درصد تهیه شد. با استفاده از روش BET و جذب N2 در دمای k 77 سطح ویژه، حجم و میانگین قطر حفرات اندازهگیری شد. اصلاح سطح کربنفعالها توسط پلاسمای تخلیه سد دیالکتریک(DBD) در یک راکتور صفحه به صفحه در سه سطح زمان و در سه سطح ولتاژ انجام گرفت. به منظور ارزیابی تغییرات ایجاد شده در ساختار کربن فعال از طیف بینی FT-IR و میکروسکوپ روبشی الکترونی(SEM) استفاده شد. سپس قابلیت حذف رنگ رودامین B از محلول آبی توسط کربن فعال اصلاح شده بررسی و نتایج با کربن فعال اصلاح نشده مقایسه شد.
یافتهها: فعالسازی شیمیایی پیشترکیبها منجر به ساخت کربنهای فعال با منافذ میکرو شد. سطح ویژه و حجم حفرات کل کربن فعال حاصل از چوب سالم بیشتر از چوب پوسیده به دست آمد. بالعکس ظرفیت جذب رنگ رودامین کربن فعال تهیه شده از چوب پوسیده بیشتر بود. تغییر ولتاژ تاثیر شگرفی بر ظرفیت جذب رنگ کربنهای اصلاح شده با پلاسما نداشت، با این وجود بهبود 20 درصدی در شرایط اعمال ولتاژ kv 2 برای مدت زمان اصلاح دو دقیقه حاصل شد. با افزایش زمان اصلاح از ظرفیت جذب نمونهها کاسته شد. نتایج طیفبینی FTIR نشان داد که در اثر اصلاح کربن فعال با استفاده از روش پلاسمای سرد، گروههای عاملی حاوی اکسیژن در سطح افزایش یافته و سطوح کربنفعال اندکی اسیدی شد. بهبود ظرفیت جذب کربنهای فعال اصلاح شده با پلاسما را به میتوان به غنی شدن سطح با همین گروهها و در نتیجه افزایش جاذبههای الکترو استاتیکی و برهمکنشهای واندروالسی با رنگ کاتیونی رودامین B نسبت داد. با توجه به تصاویر میکروسکوپ روبشی تهیه شده مشاهده شد که مرفولوژی سطوح کربن فعال در اثر تیمار با پلاسمای سرد تغییر نکرده است.
نتیجهگیری: کربن فعالهای تهیه شده از پیشترکیبهای لیگنوسلولزی با منبع یکسان در صورتیکه در معرض تخریبهای بیولوژیکی مثل پوسیدگی قارچی قرار گرفته باشند رفتار جذب متفاوتی در برابر رنگها خواهند داشت. علاوه بر این، عملآوری با پلاسمای سرد در شرایط بهینه ولتاژ و زمان تیمار میتواند روش اصلاح مناسبی به منظور افزایش ظرفیت جذب کربن فعال برای حذف آلاینده های رنگی مانند رودامین B در فاز مایع بدون ایجاد تغییرات قابل توجه در ساختار مورفولوژیکی آن باشد.
نوع مطالعه: پژوهشي |
موضوع مقاله:
آب ، فاضلاب ، زباله
دریافت: 1397/6/1 | پذیرش: 1398/5/21 | انتشار: 1399/4/16
دریافت: 1397/6/1 | پذیرش: 1398/5/21 | انتشار: 1399/4/16
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
