ونان هلیسو هب G ژناروا گنر یحطس بذج یسررب

Transcript

1 JARC Ag/CMK-3 کامپوزیت نانو بهوسیله G اورانژ رنگ سطحی جذب بررسی 3 اصلی دقیقی مریم و 2 و* ترکیان لیال 1 جعفرقلینژاد علیرضا ایران تهران اسالمی آزاد دانشگاه مرکز تهران واحد پایه علوم دانشکده معدنی شیمی ارشد کارشناس 1- ایران تهران اسالمی آزاد دانشگاه جنوب تهران واحد پایه علوم دانشکده کاربردی شیمی گروه معدنی شیمی استادیار 2- ایران تهران اسالمی آزاد دانشگاه مرکز تهران واحد پایه علوم دانشکده معدنی شیمی گروه معدنی شیمی استادیار خرداد پذیرش: 1393 اسفند دوم: بازنگری 1393 آذر اول: بازنگری 1393 تیر دریافت: روش با )Ag/CMK-3( نقره با شده دوپه کربنی مزوپور کامپوزیت نانو نیز و )CMK-3( کربنی مزوپور جاذب نانو پژوهش این در چکیده: میکروسکوپ تصویرهای همچنین و نیتروژن جذب-واجذب دستگاه از استفاده با و شده تهیه SBA-15 سیلیکاتی پیشماده از سخت قالبگیری آالینده رنگ سطحی جذب برای جاذب بهعنوان شده سنتز ترکیبهای شد. شناسایی و بررسی )EDX( عنصری تجزیه و )TEM( عبوری الکترونی سطحی جذب فرایند انجام در مؤثر عوامل شدند. مقایسه یکدیگر با جذب قدرت نظر از و قرارگرفته مورداستفاده آبی محلولهای از آن حذف و G اورانژ زا آمده بهدست نتیجههای گرفت. قرار بررسی مورد دما و الکترولیت غلظت رنگ ابتدایی غلظت ph رنگ محلول با جاذب تماس زمان اثر ازجمله افزایش درصد 22 حدود جاذب و رنگ شدن مخلوط ابتدای دقیقه 5 در CMK-3 به نسبت Ag/CMK-3 جاذب جذب ظرفیت که داد نشان آزمایشها اب ساعت 1 مدتزمان در جاذب نانو دو هر همچنین میشود. یکسان جاذب دو هر سطحی جذب مقدار دقیقه 40 گذشت از پس اما میدهد. نشان جاذب مورد در 12 g/l تا کلرید سدیم نمک غلظت و 800 g/l تا رنگ ابتدایی غلظت افزایش با جذب فرایند این بر افزون میرسند. تعادل به رنگ ph نیز و سانتیگراد درجه 60 به 30 از دما افزایش با جذب فرایند اما است. کرده پیدا افزایش Ag/CMK-3 جاذب خصوص در 40 g/l و CMK-3 مییابد کاهش 11 تا 3 از محیط Ag/CMK-3 G اورانژ سطحی جذب کامپوزیت نانو کربنی مزوپور کلیدی: واژههای مقدمه یکی پساب و آب از صنعتی آالیندههای حذف امروزه است. بشری جامعه سالمت حفظ در اساسی چالشهای از سنگین فلزهای یونهای شامل بهطورکلی صنعتی فاضالبهای آلی آالیندههای ]1[ ))II( سرب )II( جیوه )VI( کروم )مانند: علفکشها کلر( متوکسی )مانند آفتکشها ]2[ فنلها( )مانند است. ]4[ آزو رنگی ترکیبهای و ]3[ فنل( کلرو دی 4 و 2 )مانند مانند صنعتی پسابهای انواع از بسیاری در حاضر حال در رنگ و آرایشی لوازم کاغذسازی صنایع توسط شده تولید پسابهای و... نساجی چرم دارویی چاپ الستیک پالستیک بهداشتی عون حدود ساالنه بهطوریکه میگیرد. قرار مورداستفاده در مصرف برای تن میلیون 0 / 7 حدود وزن با متفاوت رنگهای از این از باالیی درصد ]5[. میشود تولید صنعتی متفاوت فرایندهای هستند. آالینده بسیار که میدهند تشکیل آزو رنگهای را رنگها ltorkian@azad.ac.ir مکاتبات: *عهدهدار 94 تابستان 2 شماره نهم سال 47

2 ... کامپوزیت نانو بهوسیله G اورانژ رنگ سطحی جذب بررسی از بیشتر و هستند آزو آروماتیک گروه حاوی رنگها از گروه این تشکیل آزونیوم دی نمک با آنها مشتقات و نفتل ترکیبهای مصنوعی فراوردههای رنگرزی در آزو ترکیبهای میشوند. دلیل به آکریلیک و سلولز استات نایلون استر پلی مانند نساجی کاربرد سهولت عالی بسیار رنگ ثبات روشن رنگهای داشتن قرار استفاده مورد قابلتوجهی بهصورت بودن مقرونبهصرفه و زا قابلتوجهی درصد رنگرزی فرایند در که آنجا از ]6[. میگیرند نظر از صنعت این پساب لذا مییابند راه فاضالب به رنگها این به رنگ حاوی فاضالب یافتن راه است. آلوده بسیار کیفی و کمی همراه به جدی نگرانیهای زیستمحیطی ازلحاظ رودخانه داخل طبیعت زیبایی بر که ناخوشایندی تأثیرات بر افزون زیرا دارد جهشزا و سرطانزا باال سمیت دلیل به دارد محیطزیست و و اکسایش از آمده بهدست جانبی فراوردههای و رنگها بودن ار انسانها همچنین و آبزی موجودات زندگی آنها هیدراسیون هب پسابها اینگونه تخلیه از پیش لذا 8[. و ]7 میاندازد خطر به در موجود رنگی آلودگیهای کاهش و پاالیش جاری آبهای است. ضروری امری آنها و انعقاد کردن صاف مانند متفاوتی روشهای تاکنون حذف برای تقطیر و زیستی پاالیش معکوس اسمز لختهسازی ازجمله یافتهاند. توسعه و مطرح صنعتی فاضالب از آالیندهها این تسا سطحی جذب روشها این مقرونبهصرفهترین و سادهترین حذف در آن از گستردهای کاربردهای اخیر سالهای در که ]9[. است شده گزارش پسابها و آب از صنعتی آلودگیهای از قابلتوجهی ظرفیت یا جاذبها این از بسیاری وجود این با برای طوالنی تماس زمان به نیاز یا و نمیکنند جذب را آالیندهها امروزه است. متغیر روز چند تا ساعت چند از که دارند جذب اب مؤثر سطحی جذبکنندههای توسعه در بسیاری پژوهشهای آالیندهها حذف برای کوتاهتر تماس زمان در باال جذب توانایی 2 از آنها منافذ اندازه که )متخلخل( مزوپور مواد و میشود انجام کاربردهای با بهینه جاذبهای بهعنوان است متغیر نانومتر 50 تا توسط بار نخستین برای مواد این ]10[. شدهاند معرفی گسترده آن از پس ]11[. شدند معرفی 1999 سال در همکارانش و ریو و MCM-41 MCM-48 SBA-1 مانند گوناگونی مزوپور مواد نیز و بزرگ مولکولهای جداسازی و جذب زمینه در SBA-15 ]12[. شدهاند مطرح کاتالیست بهعنوان سه و تک منافذ با کربنی مزوپورهای مزوپور مواد میان در مناسب ساختارهای و زیاد ویژه سطح حجیم و یکنواخت بعدی از بسیاری توجه و هستند برخوردار منحصربهفردی کاربردهای از میتوان را کربنی مزوپورهای کردهاند. جلب خود به را دانشمندان SBA-15 و MCM-48 SBA-1 مانند سیلیکایی مزوپور قالب از از یکی ]13[. کرد تهیه کربن منبع بهعنوان ساکارز از استفاده با استفاده با که است CMK-3 کربنی مزوپورهای انواع جدیدترین SBA-15 سیلیکایی مزوپور ماده از سخت قالبگیری روش از ]14[. میشود تهیه ترکیبات بهعنوان گستردهای بهطور نقره نانوذرات دیگر سوی از ضدباکتری نیز و سطح افزایشدهنده کاتالیست نور به حساس نقره آنتیبیوتیک کشف از قبل است. قرارگرفته استفاده مورد میگرفت. قرار استفاده مورد میکروبی ضد عامل یک بهعنوان اثرات باکتریها همه برابر در نقره آنتیبیوتیکها سایر برخالف سطح دارای نقره نانوذرات میدهد. نشان خود از ضدباکتری میتوان دلیل همین به هستند نانومتری مقیاس در باال مخصوص استفاده آالینده حذف در منحصربهفرد جاذب یک بهعنوان آنها از ]15[. کرد CMK-3 کربنی مزوپور نانوساختار جاذب حاضر مطالعه در همچنین است. قرارگرفته مورداستفاده G اورانژ رنگ حذف برای حذف در آن توانایی و نقره یون ضدباکتری ویژگیهای به توجه با نانوکامپوزیت پساب و آب در موجود باکتریهای انواع از بسیاری محیطی شرایط در جذب قدرت ازلحاظ و تهیه نیز Ag/CMK-3 در همچنین است. شده مقایسه CMK-3 کربنی مزوپور با متفاوت مؤثر عوامل شده ساخته کربنی جاذبهای پاالیشی کاربرد مطالعه رنگ تماس )زمان تماس زمان اثر مانند سطحی جذب فرایند در الکترولیت غلظت و دما محلول ph رنگ اولیه غلظت جاذب( و است. قرارگرفته بررسی مورد کلرید سدیم برای Ag/CMK-3 و CMK-3 جاذبهای نانو بهکارگیری 94 تابستان 2 شماره نهم سال )JARC( شیمی در کاربردی پژوهشهای نشریه 48

3 همكاران و ترکیان است. کربنی مزوپور مشابه نانوکامپوزیت تهیه مراحل جاذب ویژگیهای بررسی بهصورت این از پیش شده تهیه CMK-3 ساختاری بررسی از استفاده با جاذب ویژگیهای مطالعه ]18[. است ارایهشده کامل محاسبه شد. انجام 77 K دمای در نیتروژن جذب-واجذب دستگاه حفرهها حجم و اندازه و BET روش از استفاده با ویژه سطح ریزساختار تعیین برای گرفت. صورت BJH رابطه از استفاده با دستگاه از شده تهیه نانوکامپوزیت ذرات اندازه محاسبه و نقره درصد شد. استفاده TEM عبوری الکترونی میکروسکوپ عنصری تجزیه از استفاده با نیز نانوکامپوزیت ساختار در موجود شد. معین EDX سطحی جذب بررسی نانو جاذب سطح بر G اورانژ رنگ جذب میزان پژوهش این در موردبررسی Ag/CMK-3 نانوکامپوزیت ونیز CMK-3 ساختار زمان اثر مطالعه برای آزمایشها همچنین گرفت. قرار مقایسه و غلظت رنگ ابتدایی غلظت ph رنگ محلول با جاذب تماس تمامی در شد. انجام و طراحی ناپیوسته سامانه در دما و الکترولیت نانو جاذب میلیگرم 50 اولیه غلظت بهجز شده انجام آزمایشهای اورانژ رنگ لیتر بر میلیگرم 1000 محلول میلیلیتر 25 به ساختار همزن از استفاده با رنگ و جاذب شدن مخلوط شد. افزوده G 500 rpm سرعت با و شده تعیین پیش از زمانبندی با مغناطیسی از استفاده با مایع فاز و محلولها جامد فاز سپس گرفت. انجام میزان اندازهگیری آخر در شدند. جدا یکدیگر از سانتریفیوژ دستگاه UV-Visible اسپکتروفوتومتر دستگاه از استفاده با نمونهها جذب انجام 480( nm( رنگ λmax طولموج در UVIKON923 مدل 1 رابطه از جاذب توسط )qe( رنگ سطحی جذب مقدار گرفت. میآید. بهدست ( C0 Ce) q V e W )1( در باقیمانده رنگ غلظت C( e ( و اولیه غلظت C( 0 ( آن در که هستند. )mg/g( واحد با سطحی جذب از آمده بهدست محلول جذب فرایند در مؤثر عوامل بررسی نیز G اورانژ رنگ حذف است. مقاله این در ارایهشده نوآوری آنها سطحی تجربی بخش روشها و مواد -پلیاتیلنگلیکول( )پلیاتیلنگلیکول-پروپیلنگلیکول کوپلیمر اورانژ رنگ نیز و است معروف P123 به که 5800 مولکولی وزن با خریداری آلدریچ سیگما شرکت از C( 16 H 10 N 2 Na 2 O 7 S 2 ) G )TEOS, Si (OCH 2 CH 4 ) 4 ( سیلیکات اورتو تترااتیل شد. هیدرو هیدروکسید سدیم کلرید سدیم نیترات نقره ساکارز شدند. خریداری مرک شرکت از نیز اتانول و اسید کلریک جاذب سنتز ]16[ وهمکارانش ترکیبکربنینانوساختارCMK-3 بهروشJun با SBA-15 ساختار نانو سیلیکاتی ماده روش این در شد. تهیه ]17[ شده تهیه سیلیکات ارتو تترااتیل و P123 کوپلیمر از استفاده استفاده کربنی ماده پیش بهعنوان ساکارز و سخت قالب بهعنوان و H 2 SO 4 از 0 / 14 g و ساکارز از 1 / 25 g منظور این به میشود. شد افزوده آن به از 15-SBA 1 g و شده حل آب از 5 ml در ادامه در گرفت. قرار 100 C دمای تحت ساعت 6 مدت به و داده گرما ساعت 6 مدت به 160 C دمای در آمده بهدست ماده g و ساکارز از 0 / 8 g حاوی محلول با آمده بهدست جامد شد. در ساعت 6 مدت به و شد مجاور آب 5 ml و H 2 SO 4 از 0 / 9 منفذهای داخل به ساکارز نفوذ فرایند تا گرفت قرار 160 C دمای ترکیب شود. انجام کامل بهطور شدن پلیمری و قالب سیلیکای در نیتروژن اتمسفر تحت کامل شدن کربونیزه برای آمده بهدست محلول در سیلیکا کردن حل با سپس شد. داده گرما 900 دمایC C دمای در کردن خشک و اتانول با شستوشو سود موالر 4 آمد. بهدست کربن مزوپور ترکیب ساعت 4 مدت به 120 محلول وزنی درصد 9 افزایش از Ag/CMK-3 کامپوزیت نانو اختالط اولیه مرحله در کربنی مزوپور ماده پیش به نیترات نقره بقیه است ذکر به الزم شد. تهیه اسید سولفوریک و ساکاروز 94 تابستان 2 شماره نهم سال )JARC( شیمی در کاربردی پژوهشهای نشریه 49

4 ... کامپوزیت نانو بهوسیله G اورانژ رنگ سطحی جذب بررسی دست به G اورانژ رنگ درجهبندی نمودار از استفاده با C( e ( مقدار و است )l( لیتر برحسب رنگ محلول حجم )V( همچنین میآید. ]19[. است )g( گرم برحسب جاذب وزن )W( بحث و نتیجهها Ag/CMK-3 نانوکامپوزیت جاذب شناسایی نیتروژن واجذب جذب- همدمای نمودار نشان 1 شکل در Ag/CMK-3 جذب-واجذب همدمای نمودار تطابق شده گذاشته نمایش به همدمای نمودار است. شده داده و دارد IUPAC طبقهبندی در IV نوع همدمای نمودار با خوبی است. Ag/CMK-3 ساختار نانو ترکیب بودن مزوپور نشاندهنده در نیتروژن الیه تک جذب 0 / 3 از کمتر ناحیه در نسبی فشار بین ناحیه در میدهد. نشان را کربنی مزوپور ساختار دیوارههای شدت با جذب نمودار صعودی و تند شیب به توجه با 0 / 9 تا 0 / 3 کربنی مزوپور داخل مویرگی تراکم دلیل به که افتاده اتفاق زیاد روی بر چندالیه سطحی جذب به مربوط 0 / 9 باالی قسمت و است اندازه و ویژه سطح مساحت محاسبه است. ذرات بیرونی سطح 20[ و ]19 گرفته انجام BET روش از استفاده با حفرهها حجم BJH نمودار به باتوجه است. شده داده نشان 1 جدول در و است. نانومتر 2 تا 1 / 2 بین حفرهها شعاع اندازه توزیع بیشترین عنصری تجزیه و عبوری الکترونی میکروسکوپ ریختشناسی برای عبوری الکترونی میکروسکوپ تصویرهای مورداستفاده ذرات اندازه تعیین و Ag/CMK-3 کامپوزیت نانو نانومتر 30 از کمتر قطر با نقره ذرات حضور 3(. )شکل گرفت قرار 10 از کمتر نوارهای قطر با کربنی مزوپور نواری ساختار سطح بر عنصری تجزیه 4 شکل است. مشاهده قابل شکل این در نانومتر نانو در موجود عناصر وزنی صد در میدهد. نشان را Ag/CMK-3 است. ارایهشده 2 جدول در شده سنتز Ag/CMK-3 کامپوزیت باالترین است مزوپور ساختار دهنده تشکیل اصلی ماده که کربن که نیز اکسیژن و سیلیكا و است داده اختصاص خود به را درصد شستوشوی از پس کمی بسیار حد به بودهاند ماده پیش به متعلق عنصری تجزیه نتیجههای طبق بر باقیماندهاند. حفرهها در قالب درصد 8 / 5 برابر نانوکامپوزیت این در موجود نقره وزنی درصد است. Ag/CMK-3 نانوکامپوزیت برای N 2 واجذب - جذب نمودار نانوکامپوزیت 1 شکل براي ب Ag/CMK-3 نانوکامپوزیت برای نانوکامپوزیت براي شکل BJH نمودار نمودار شکل )W%( وزنی صد در اساس بر Ag/CMK-3 ترکیب عنصری تجزیه 2 جدول (W%) C Si Ag O Ag/CMK-3 75 / 88 3 / 35 8 / / 26 نیتروژن -واجذب جذب از آمده بهدست نتیجههای 1 جدول نیتروژن. واجذب جذب از حاصل نتایج 1 جدول یل ک حجم قطر ترکیب مساحت (BET) حفرهها حفرهها (m 2 /g) (cm 3 /g) (nm) 114 / 22 0 / / 28 Ag/CMK-3 94 تابستان 2 شماره نهم سال )JARC( شیمی در کاربردی پژوهشهای نشریه 50

5 ترکیان و همكاران ناچیز است. افزون بر این در 40 دقیقه اول مقدار جذب رنگ بر سطح نانوکامپوزیت Ag/CMK-3 بیش از بستر CMK-3 است. ظرفیت جذب جاذب Ag/CMK-3 نسبت به CMK-3 در 5 دقیقه ابتدای تماس رنگ و جاذب به میزان 21 / 74 درصد افزایش نشان میدهد. اما پس از گذشت 40 دقیقه مقدار جذب سطحی هر دو جاذب یکسان میشود. این نتیجهها را میتوان در نتیجه فروریختن برخی از دیوارههای داخلی ساختار CMK-3 بهوسیله نقره دوپه شده و افزایش فضا جهت جذب بیشتر مولکولهای رنگ و یا برهمکنش الکتروستاتیکی نقره با مولکولهای رنگ دانست ]21[. هر چند به نظر میرسد که پس از گذشت 40 دقیقه سطح جاذبها از مولکولهای رنگ اشباع شده و تفاوتی در قدرت جذب سطحی دو جاذب مشاهده نمیشود. از آنجا که تماس پس از یک ساعت تفاوت آشکاری در جذب رنگ بهوسیله جاذب ایجاد نکرده است زمان بهینه برای جذب رنگ بر سطح نانو جاذبها 60 دقیقه در نظر گرفته شد و سایر آزمایشها در همین مدت انجام شدند. 50 nm 200K 6202 شکل 3 تصویر میکروسکوپ الکترونی عبوری )TEM( در بزرگنمایی 50 نانومتر از Ag/CMK-3 شکل 4 تجزیه عنصری Ag/CMK-3 بررسی عاملهای مهم در جذب رنگ اورانژ G بهوسیله جاذب نانو ساختار CMK-3 و نانوکامپوزیت Ag/CMK-3 محاسبه زمان به تعادل رسیدن رنگ با جاذب نمودار شکل 5 وابستگی میزان جذب رنگ اورانژ G به زمان تماس با نانو جاذبها را نشان میدهد. همانطور که در این نمودار دیده میشود جذب رنگ در 40 دقیقه ابتدایی بهطور قابلتوجهی افزایش یافته است اما پس از آن سرعت افزایش جذب رنگ شکل 5 اثر زمان تماس بر روی حذف رنگ اورانژ G بهوسیله جاذب نانو ساختار CMK-3 و Ag/CMK-3 )غلظت ابتدای رنگ 1000 mg/l و مقدار مصرفی جاذب 50 mg/25 ml در دمای )25 C اثر ph در فرایند جذب سطحی ph یکی از عوامل مؤثری است که میتواند فرایند جذب را تحت تأثیر قرار دهد. بهمنظور بررسی اثر ph محلول بر روی ظرفیت جذب آزمایش در phهای متغاوت از 3 تا 11 تکرار شد. همانطور نشریه پژوهشهای کاربردی در شیمی )JARC( سال نهم شماره 2 تابستان 94 51

6 ... کامپوزیت نانو بهوسیله G اورانژ رنگ سطحی جذب بررسی در G اورانژ آنیونی رنگ میشود مشاهده 6 شکل نمودار در که برای دارد. جاذب نانو دو هر سطح بر بهتری جذب اسیدی محیط ph در CMK-3 بستر بر G اورانژ رنگ سطحی جذب میزان نمونه 236 / 68 mg/g برابر 10 / 1 ph در و 291 / 86 mg/g برابر 2 / 7 حدود Ag/CMK-3 بستر از استفاده صورت در میزان این است. 239 / 31 mg/g و 289 / 71 mg/g برابر ترتیب به مشابه ph در آنیونی رنگهای برای پایین phهای در جذب باالی مقدار است. آن بار شدن مثبت و جاذب سطح شدن پروتونه به میتوان را اورانژ مانند آنیونی رنگهای جذب قابلیت نتیجه در که داد نسبت جذب کاهش و افزایش ]22[. میدهد افزایش جاذب در را G التکرواستاتیکی دافعه و جاذبه به میتوان را ph بهواسطه سطحی ]23[. داد نسبت جاذب و رنگ دلیل به میتواند امر این مییابد کاهش نمودار صعودی سرعت دافعه و باال غلظتهای در جاذب ماده فعال مکانهای شدن اشباع رنگ مولکولهای با شده جذب رنگ مولکولهای الکترواستاتیک reactive blue 221 رنگ جذب در پدیده همین باشد محلول ]24[. است شده گزارش نیز کارااوقلو توسط بهوسیله رنگ جذب میزان روی بر G اورانژ رنگ ابتدایی غلظت اثر 7 شکل Ag/CMK-3 و CMK-3 ساختار نانو جاذبهای 25( C دمای در 50 mg/25 ml جاذب مصرفی )مقدار ساختار نانو جاذب بهوسیله G اورانژ رنگ حذف روی بر ph اثر 6 شکل مصرفی مقدار و 1000 mg/l رنگ ابتدای )غلظت Ag/CMK-3 و CMK-3 )25 C دمای در 50 mg/25 ml جاذب سطحی جذب فرایند در رنگ ابتدایی غلظت اثر نسبت سطحی جذب مقدار تغییرات چگونگی 7 شکل نمودار میدهد. نشان را G اورانژ رنگ ابتدایی غلظت تغییرات به ابتدایی غلظت افزایش با است مشخص نمودار در که همانطور نیز و Ag/CMK-3 نانوکامپوزیت سطح بر آن جذب مقدار رنگ به میتوان را امر این مییابد.. افزایش CMK-3 کربنی مزوپور باالتر غلظتهای در داد. نسبت جاذب با رنگ برخورد افزایش اثر سطحی جذب فرایند در نمک غلظت اثر بهبود باعث رنگ محلول در یونی رقابت ایجاد با الکترولیتها رد اینرو از میشوند. الیاف در رنگینهها نفوذپذیری ویژگیهای بردن باال برای سدیم نمکهای انواع افزودن رنگرزی فرایندهای پساب در سبب همین به است. متداول امری الیاف شستوشوی ثبات سدیم نمک از قابلتوجهی مقدار معمول بهطور نساجی کارخانههای فرایند در کلرید سدیم الکترولیت اثر اینرو از ]25[. میشود یافت برسطحجاذبهاینانوساختارCMK-3 جذبسطحیرنگاورانژG به اینمنظور به گرفت. قرار بررسی مورد Ag/CMK-3 و مقدارهای 1000( mg/l( رنگ از یکسان ابتدایی غلظتهای نمک وجود شد. انجام جذب آزمایش و افزوده نمک از متفاوتی میآورد. وجود به جذب فرایند بر متضاد اثر دو واکنش محیط در خنثی بار لحاظ از جاذب سطح که میشود باعث نمک طرفی از که آنجا از دیگر طرف از یابد. کاهش سطحی جذب میزان و شده و میشود رنگ مولکولهای یونش مقدار کاهش باعث الکترولیت 94 تابستان 2 شماره نهم سال )JARC( شیمی در کاربردی پژوهشهای نشریه 52

7 همكاران و ترکیان زا سادهتر بهمراتب ترکیب یک یونی غیر فرم استخراج همچنین با محلول در غالب گونه بهعنوان مولکولی رنگ است آن یونی شکل الکترولیت غلظت افزایش لذا و میرود جاذب فاز به بیشتری سرعت زا آمده بهدست نتیجههای ]26[. میشود جذب مقدار افزایش سبب CMK- ساختار نانو جاذبهای بستر بر G اورانژ رنگ جذب فرایند شکل در نمک متفاوت مقدارهای حضور در Ag/CMK-3 و 3 رنگ جذب فرایند در که میرسد نظر به است. شده داده نشان 9 است کرده ایفا پررنگتری نقش مولکولها یونش کاهش G اورانژ افزایش جاذب نانو دو هر سطح بر رنگ جذب مقدار اینرو از و CMK-3 ساختار نانو جاذبهای برای افزایش این است. یافته مشاهده نمک از 40 g/l و 12 تا ترتیب به Ag/CMK-3 و است. شده سطحی جذب فرایند در دما اثر با G اورانژ رنگ سطحی جذب فرایند از آمده بهدست نمودار دماهای در Ag/CMK-3 و CMK-3 ساختار نانو جاذبهای درجه 60 به 30 از دما افزایش با که میدهد نشان متفاوت مییابد کاهش جاذب نانو دو هر سطح بر جذب میزان سانتیگراد جذب واکنش گرمازای ماهیت نشاندهنده نتیجه این 9(. )شکل شدن سست باعث یکسو از دما افزایش است. رنگ سطحی سوی از و میشود کربنی جاذب و رنگ بین فیزیکی پیوندهای پیوندهای نتیجه در میدهد. افزایش محیط در را رنگ حاللیت دیگر اب آنها پیوندهای از قویتر آب با رنگ مولکولهای بین فیزیکی کاهش دما افزایش با جذب میزان بهاینترتیب و بوده جاذب سطح مزیتی رنگها سطحی جذب واکنش گرمازای ماهیت مییابد. میدهد نشان زیرا میرود شمار به شده سنتز جاذبهای برای به نیازی نهتنها شده انجام سطحی جذب واکنش انجام برای که است. گرما تولیدکننده خود فرایند این بلکه نیست اضافی گرما بستر بر آزو رنگهای برخی جذب مورد در مشابهی نتیجههای 28[. و ]27 است شده گزارش چن و آلکان توسط فعال کربن نانو جاذب بهوسیله G اورانژ رنگ حذف روی بر نمک غلظت اثر 8 شکل مقدار و 1000 mg/l رنگ ابتدای )غلظت Ag/CMK-3 و CMK-3 ساختار )25 C دمای در 50 mg/25 ml جاذب مصرفی ساختار نانو جاذب بهوسیله G اورانژ رنگ حذف روی بر دما اثر 9 شکل مصرفی مقدار و 1000 mg/l رنگ ابتدای )غلظت Ag/CMK-3 و CMK-3 )25 mg/25 ml جاذب نتیجهگیری و 114 m 2 g/ سطح مساحت با Ag/CMK-3 کامپوزیت نانو جذب چگونگی شد. تهیه 3 / 28 nm برابر حفرههایی قطر اندازه و CMK-3 کربنی مزوپور جاذب نانو سطح بر G اورانژ رنگ نمودارهای شد. مقایسه و بررسی Ag/CMK-3 نانوکامپوزیت داد نشان رسیدن تعادل به زمان محاسبه بررسی از آمده بهدست نیز و ساده کربنی مزوپور سطح بر G اورانژ رنگ جذب فرایند که با فرایند این است. بوده سریع کافی اندازه به نقره با شده دوپه سدیم نمک غلظت و 800 g/l تا رنگ ابتدایی غلظت افزایش جاذب مورد در 40 g/l و CMK-3 جاذب مورد در 12 g/l تا کلرید سبب ph و دما افزایش درحالیکه مییابد افزایش Ag/CMK-3 میشود. سطحی جذب میزان کاهش Ag/CMK-3 و CMK-3 بین جذب قدرت مقدار مقایسه در مزوپور فعال مکانهای از برخی شدن پر دلیل به که میرود انتظار 94 تابستان 2 شماره نهم سال )JARC( شیمی در کاربردی پژوهشهای نشریه 53

8 بررسی جذب سطحی رنگ اورانژ G بهوسیله نانو کامپوزیت... کربنی با نقره Ag/CMK-3 بازده جذب پایینتری نسبت به CMK-3 داشته باشد. اما در فرایند جذب رنگ اورانژ G کامپوزیت Ag/CMK-3 قدرت جذب بیشتری را بهویژه در ابتدای فرایند جذب نسبت به CMK-3 نشان میدهد. این امر را میتوان به فروریختن برخی از دیوارههای داخلی ساختار CMK-3 بهوسیله نقره و در نتیجه افزایش فضا جهت جذب بیشتر مولکولهای رنگ و یا برهمکنشهای الکترواستاتیکی نقره با مولکولهای رنگ نسبت داد. سپاسگزاری نویسندگان این مقاله از دانشگاه آزاد اسالمی واحدهای تهران جنوب و تهران مرکز برای حمایت از این مقاله قدردانی مینمایند. مراجع [1] Asuha, S.; et al.; Journal of Hazardous Materials, 181, , [2] Yousef, R.I.; et al.;, Chemical Engineering Journal, 171, , [3] Fytianos, K.; et al.; Chemosphere, 40, 3-6, [4] Zhou, Z.; et al.; Journal of Food Engineering, 126, , [5] Nethaji, S..; et al.; Journal of Hazardous Materials, 181, , [6] Wang, L.; Journal of Environmental Management, 102, 79-87, [7] Panic, V.; et al.; Separation and Purification Technology, 122, ,2014. [8] Gupta, V.K.; et al.; Journal of Colloid and Interface Science, 265, , [9] Chi, Y.; et al.; Journal of Colloid and Interface Science, 369, , [10] Kohno, Y.; et al.; Journal of Physics and Chemistry of Solids, 75, 48-51, [11] Liu, G.; et al.; Journal of Colloid and Interface Science, 302, 47-53, [12] Liu, F.; et al.; Chemical Engineering Journal, 183, , [13] Vinu, A.; et al.; Carbon, 44, , [14] Guo, Z.; et al.; Carbon, 43, , [15] He, J.; et al.; Microporous and Mesoporous Materials, 121, , [16] Jun, S.; et al.; Journal of the American Chemical Society, 122, , [17] Zhao, D.; et al.; Science, 279, , [18] Torkian, L.; et al.; Desalination and Water Treatment, 44, , [19] Mohammadi, N.; et al.; Journal of Colloid and Interface Science, 362, , [20] Hu, L.; et al.; Microporous and Mesoporous Materials, 147, , [21] Chen, A.B.; et al.; Chinese Chemical Letters, 18, , [22] Netpradit, S.; et al.; Journal of Colloid and Interface Science, 270, , [23] Debrassi, A.; et al.; Chemical Engineering Journal, 183, , [24] Karaoğlu, M.H.; et al.; Desalination, 256, , [25] Riga, A.; et al.; Desalination, 211, 72-86, [26] Lee, Y.C.; et al.; Journal of Hazardous Materials, 192, 62-70, [27] Alkan, M.; et al.; Chemical Engineering Journal, 139, , [28] Chen, S.; et al.; Desalination, 252, , نشریه پژوهشهای کاربردی در شیمی )JARC( سال نهم شماره 2 تابستان 94 54

9 JARC Investigation of Orange G adsorption by Ag/CMK-3 nano composite A.R. Jafar-Gholi-Nezhad 1, L. Torkian 2, * and M. Daghighi-Asli 3 1. MSc in Inorganic Chemistry, Faculty of Basic Sciences, Tehran Central Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran 2. Assistant Prof. of Inorganic Chemistry, Department of Applied Chemistry, Faculty of Basic Sciences, Tehran South Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran 3. Assistant Prof. of Inorganic Chemistry, Department of Inorganic Chemistry, Faculty of Basic Sciences, Tehran Central Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran Recieved: July 2014, First Revised: December 2014, Second Revised: February 2015, Accepted: June 2015 Abstract: In this work carbon mesoporous nano adsorbent (CMK-3) and silver doped mesoporous carbon nano composite Ag/CMK-3 were prepared by applying a hard template of silicate precursor SBA-15 and characterized by N 2 adsorption desorption, transmision electron microscopy (TEM) and Energy Dispersive X-ray analysis (EDX). These prepared materials were applied as adsorbents for Orange G dye from aqueous solutions and their adsorption capability were compared with each other. Effects of contact time, ph, temperature, initial dye and salt concentrations on dye removal efficiency were investigated. Experimental results show that it takes an hour for both nano adsorbents to establish equilibrium with Orange G dye and also Ag/CMK-3 nano composite has more efficiency than CMK-3 for Orange G adsorption in the first 5 min of experiments for 21.74%. But after 40 min both adsorbents show the same surface adsorption of the dye. Furthermore, dye removal increases in high concentrations of salt up to 800 g/l and also initial dye upto 12 g/l and 40 g/l for CMK-3 and Ag/CMK-3, respectively. Dye removal decreases with increasing temperature from 30 C to 60 C and ph from 3 to 11. Keywords: Carbon mesoporous, Nano composite, Adsorption, Orang G, Ag/CMK-3 *Corresponding author m_fakoor@iau-tnb.ac.ir Journal of Applied Research in Chemistry 78