کاربرد کربن فعال حاصل از روزنامه باطله در حذف رنگ متیلن بلو از محیط آبی: مطالعه ایزوترمی سینتیکی و ترمودینامیکی

مجله علمی پژوهشی عمران مدرس مجله علمی پژوهشی دوره چهاردهم / شماره چهار / زمستان 3131 عمران مدرس دوره چهاردهم شماره چهار زمستان 1393 کاربرد کربن فعال حاصل از روزنامه باطله در حذف رنگ متیلن بلو از محیط آبی: مطالعه ایزوترمی سینتیکی و ترمودینامیکی *4 3 2 1 بابک جاهد محمدعلی بقاپور محمد شاکر خطیبی فریبا خلیلی ناجی 3. مربی گروه مهندسی بهداشت محیط دانشکده بهداشت دانشگاه علوم پزشکی ایرانشهر 2. دانشیار گروه مهندسی بهداشت محیط دانشکده بهداشت دانشگاه علوم پزشکی شیراز 1. استادیار گروه مهندسی بهداشت محیط دانشکده بهداشت دانشگاه علوم پزشکی تبریز 4. دانشجوي دکتراي مهندسی بهداشت محیط دانشکده بهداشت دانشگاه علوم پزشکی تهران khalilifariba@yahoo.com * تاریخ دریافت: ]1392/9/9[ تاریخ پذیرش: ]1393/3/1[ چکیده- کربن فعال به گونهاي گسترده در صنایع استفاده میشود. یکی از محدودیته يا و( X 2 و% SSE( استفاده از کربن فعال پرهزینه بودن پیش ماده تولیدي آن است. این مطالعه با هدف ارزیابی کارایی کربن فعال تولید شده از روزنامه باطله در حذف رنگ متیلن بلو از محیط آبی انجام شده است. براي فعالسازي از محلول KOH و بهمنظور تعیین خصوصیات بافت کربن فعال تولیدشده از جذب گاز N 2 در دماي 77 ºK و ایزوترم BET استفاده شده است. براي تعیین خصوصیات جذب رنگ متیلن بلو روي کربن فعال از مدلهاي ایزوترمی النگمیر فروندلیچ تمکین ردلیچ- پترسون و همچنین مدلهاي سینتیکی شبه درجه اول شبه درجه دوم و انتشار داخل ذرهاي استفاده شده است. پارامترهاي ترمودینامیکی آنتالپی) ΔΗ ( آنتروپی) ΔS (و انرژي آزاد گیبس) ΔG ( محاسبه شد. بر اساس نتایج به دست آمده مقادیر S BET و V TOTAL به ترتیب 66/13 m 2 g/ و 1/161 ml/g به دست آمد. بر اساس مقادیر R 2 آنالیز خطا همچنین نمودارهاي تعیین برازش مدلهاي فروندلیچ و شبه درجه دوم به ترتیب به عنوان مدلهاي بهینه ایزوترمی و سینتیکی تعیین شد. پارامترهاي ترمودینامیکی نشان داد که جذب رنگ متیلن بلو گرماگیر و خود به خودي است. کربن فعال تولیدشده از روزنامه باطله در این مطالعه در مقایسه با نمونههاي دیگر از سطح مخصوص مطلوب و ظرفیت جذب سطحی مناسب براي رنگ متیلن بلو برخوردار بود. کلمات کلیدی: روزنامه باطله کربن فعال متیلن بلو سینتیک ترمودینامیک 1- مقدمه یکی از مهمترین آالیندههاي صنعتی رنگها است] 3 [ تخمین زده میشود میزان تولید ساالنه این ماده باالي 31 7 5 تن باشد] 2 [ رنگ متیلن بلو یکی از این مواد پرمصرف در صنعت است که براي رنگکاري کتان و ابریشم استفاده قرار میشود] 1 [. از میان روشهاي مختلف تصفیه پسابهاي حاوي رنگ جذب سطحی به دلیل مقرون به صرفه بودن و توانایی استفاده در مقیاس وسیع از مقبولیت بیشتري برخوردار است] 3 [. در این فرایند براي حذف آالیندهه يا مختلف از فاضالب به خصوص آالیندهه يا رنگی از کربن فعال در مقیاس وسیعی استفاده میشود. مواد نفتی زغال طبیعی و چوب اصلیترین پیش

فریبا خلیلی ناجی و همکاران کاربرد کربن فعال حاصل از روزنامه باطله در حذف رنگ متیلن بلو... ماده تولید کربن فعال به شمار میروند و با توجه به گران بودن این مواد قیمت کربن فعال تجاري باال است] 1, 4[. از این رو در ساله يا مادهه يا از پیش اخیر تالشه يا ارزانتري بسیاري شده است که براي تولید کربن فعال استفاده شود. در این راستا Haimour و همکاران )2116( با استفاده از هسته میوه خرما ]5[ Hasar )2111( با استفاده از پوست بادام] 6 [ رحمان و همکاران )2111( با استفاده از سبوس برنج] 7 [ امري و همکاران )2113( با استفاده از الستیکه يا مستعمل] 8 [ کربن فعال تولید کردند. با توجه به اینکه حدود درصد از ترکیب 6/41 زبالهه يا شهري ایران را کاغذ و مقوا تشکیل میدهد] 3 [ بازیافت این ماده ارزشمند نه تنها باعث کاهش میشود زباله قابلتوجهی در مقدار بلکه باعث حفاظت از منابع چوبی صرفهجوئی در مصرف انرژي حفاظت از محیطزیست در نهایت سود اقتصادي فراوانی خواهد شد] 31 [. و این مطالعه باهدف ارزیابی کارایی کربن فعال تولیدشده از کاغذ باطله و امکانسنجی استفاده از آن به منظور حذف رنگ متیلن بلو از محیط آبی انجام شده است. 2- مواد و روشها 1-2- تولید کربن فعال براي تولید کربن فعال در مرحله اول ابتدا 31gr روزنامه باطله به قطعات 5mm خردشده و درون محلول KOH در دماي )W/W( 81 C به مدت 2 ساعت به هم زده شد. نسبت وزنی کاغذ روزنامه نمک KOH و آب مقطر 3:1:4 انتخاب گردید. دوغاب به دست آمده به مدت 48 ساعت درون آون در دماي روزنامههيا شود. 321 C قرار داده شد تا کامال خشک خشکشده با هاون خردشده و درون یک ظرف درب دار داراي منافذ براي نفوذ هوا قرار گرفت. این ظرف به طور کامل از ماده مورد نظر پرشده و درون کوره با دماي نهایی 511 C و سرعت گرم شدن 511 C قرار داده شد. پس از رسیدن به دماي 37 C/min راکتور به مدت 2 ساعت در این دما باقیمانده خنک شدن با آب مقطر شستشو شد تا ph و پس از پساب شستوشو به 7/5 برسد. سپس کربن فعال به دست آمده براي 24 ساعت درون آون در دماي تا کامال خشک شود کربن فعال 321 C قرار داده شد 311 خشکشده از الک مش گذرانده شده و تا زمان مصرف درون دسیکاتور نگهداري شد. 2-2- روش انجام آزمایش خصوصیات بافت کربن فعال تولیدشده با استفاده از دستگاه آنالیز سطح جذب- واجذب گاز (Quantachrome, NOVA 2000) N 2 به روش در 77K تعیین شد] 33 و 32 [. حجم منافذ )Micropores( از طریق تعیین ایزوترم t-plot تخمین زده شد و میزان باردهی تولید کربن فعال از ماده خام اولیه از رابطه 3 به دست آمد. )3( غلظت متیلن بلو در طول موج اسپکتروفتومتر 621nm مدل HACH DR-5000 با استفاده از تعیین شد. مقدار ph به وسیله ph متر Metrohm مدل 827 اندازهگیري شد. مواد شیمیایی شامل KOH HCl NaOH و رنگ متیلن بلو از محصوالت مرک آلمان مورد استفاده قرار گرفت. فرآیند کربوناسیون نیز با استفاده از کوره انجام شد. 3211 مدل ATASH 3-2- مطالعات تعادلی ناپیوسته 51cc محلول متیلن بلو در غلظتهاي اولیه 51 41 11 و میلیگرم 61 در لیتر درون یک بشر حاوي 1/50 g کربن فعال توسط همزن با سرعت 311rpm تماس داده شد. در زمانه يا دقیقه 211 361 321 81 61 11 35 5 1 و 251 4cc از محلول متیلن بلوي در تماس با کربن فعال برداشتشده و درون لولهه يا سانتریفیوژ با دور 1111rpm قرار

مجله علمی پژوهشی عمران مدرس گرفت. 2cc از محلول سانتریفیوژ شده برداشته و میزان جذب در طول موج 621nm خوانده شد. براي بررسی تاثیر ph روي میزان جذب مطالعه تعادلی در ph هاي 3 8 7 5/5 4 1 و دوره چهاردهم / شماره چهار / زمستان 3131 31 انجام شد. پس از به تعادل رسیدن سیستم میزان متیلن بلوي جذبشده شد] 31 [. در واحد وزن جاذب از طریق رابطه 2 )2( که )mg/g( qe C 0 جاذب مقدار رنگ جذبشده )mg/l( غلظت رنگ در زمان صفر و محاسبه در واحد وزن )mg/g( C e غلظت تعادلی رنگ متیلن بلو )l(v حجم محلول رنگی و )g( W وزن جاذب مورد استفاده است. 4-2- مطالعات کینیتیکی در حالت ناپیوسته براي انجام مطالعات کنیتیکی میزان جذب رنگ در واحد وزن جاذب در زمان t از رابطه 1 محاسبه شده است. )1( در این مطالعه از سه مدل شببه درجبه اول شببه درجبه دوم و انتشار داخل ذرهاي استفاده شده است. مدل هاي استفاده شده به همراه شکل خطی مربوط به آنها در جدول 3 ارائه شده است. جدول 1- معادالت سینتیکی و روابط خطی آنها] 5, 38[ فرم غیرخطی فرم خطی نام مدل شبه درجه 3 شبه درجه 2 - انتشار خارج ذره در جدول 3 qe )mg/g( و )mg/g( qt به ترتیب مقدار رنگ جذبشده در حالت تعادل و مقدار رنگ در جذبشده زمان )1/min( K1 t; و )g/mg.min( K2 به ترتیب ثوابت معادالت شبه درجه اول و شبه درجه دوم و KP )mg/g.min( و )mg/g( C ثوابت انتشار داخل ذرهاي است. 5-2- ایزوترم جذب سطحی به منظور تعیین ایزوترم جذب رنگ متیلن بلو از مدل هاي النگمیر فروندلیچ ردلیچ- پترسون و تمکین استفاده شده است. روابط مربوط به این مدلها به همراه فرم خطی آنها در جدول 2 ارائه شده است. در مدل النگمیر )mg/g( q e میزان رنگ جذب شده در واحد وزن جاذب )mg/g( بیشینه مقدار رنگ جذبشده در q max واحد وزن جاذب باقیمانده )mg/l( Ce در محلول در زمان تعادل و معادله النگمیر در مدل فروندلیچ غلظت رنگ متیلن بلو )L/mg( ثابت n K L KF و (mg/g(l/mg)n) ثوابت معادله فروندلیچ و Kr ar و β ثوابت مدل ردلیچ پترسون هستند که از روش سعی و خطا تعیین میشوند. در مدل تمکین 1/mol.K( R 8/413( ثابت عمومی گازها )K( T دماي مطلق ))RT/bt )lnat( A و B )RT/bt( نیز ثوابت ایزوترم تمکین میباشند] 1, 35[. 34, 4, جدول 2 - معادالت ایزوترمی و روابط خطی مربوطه] 1, 36[ 35, 5, فرم خطی فرم غیرخطی نام مدل النگمیر فروندلیچ ( ) ردلیچ- پترسون تمکین همچنین به منظور بررسی مناسب بودن جاذب تولید شده براي جذب رنگ متیلن بلو از ثابت میشود استفاده شده است. R L )4( که به صورت رابطه 4 بیان

فریبا خلیلی ناجی و همکاران کاربرد کربن فعال حاصل از روزنامه باطله در حذف رنگ متیلن بلو... R L که فاکتور تفکیک بدون بعد و )l/mg( b ثابتی است که از مدل النگمیر به دست میآید. اگر مقدار باشد >3 L R جاذب مورد استفاده به منظور جذب ماده محلول مورد نظر مناسب نیست اگر 1 = L R باشد جذب روي جاذب معکوس است اگر = 3 L R باشد نوع ایزوترم خطی و اگر 3> L R>1 باشد جاذب مورد استفاده مطلوب است] 31, 36[. 6-2- مطالعه ترمودینامیکی ثوابت ترمودینامیکی جذب سطحی شامل انرژي آزاد گیبس (ΔG ) تغییر آنتروپی و تغییر آنتالپی (ΔS ) در (ΔH ) دماهاي 111 238 233 و 118 درجه کلوین استخراج شد. معادالت 6 5 و 7 براي استخراج ثوابت ترمودینامیکی مورد استفاده قرار گرفت. )kj/mol( )5( )6( )7( G تغییر انرژي آزاد گیبس J/mol.K( R 8/413( ثابت جهانی گازها Kc ثابت تعادلی ترمودینامیکی و )K( T دماي مطلق میباشد. مقادیر Kc از رابطه lnqe/ce q e در برابر 7-2- آنالیز خطا به دست میآید ]33, 21[. به منظور تعیین بهترین مدل هاي ایزوترمی و کینتیکی و مطابقت نتایج این مدلها با نتایج به دست آمده از مطالعات آزمایشگاهی عالوه بر بهکارگیري )رابطه 8( و همچنین X 2 از روش جمع مربعات خطبا)% SSE ( )رابطه 3( استفاده شده است] 23, 22[. که q e,exp مقادیر q e q e مقادیر q e,cal نقاط دادهه يا 3- نتایج و بحث هاي اندازهگیري شده به صورت عملی هاي پیشبینیشده توسط مدل ها و N تعداد اندازهگیري شده میباشد. 1-3- خصوصیات بافت کربن فعال تولیدشده با استفاده از رابطه 3 میزان باردهی تولید کربن فعال در مطالعه حاضر 17 درصد تعیین شد. با استفاده از روش جذب و واجذب گاز N 2 در دماي 77K و ایزوترم BET S BET V TOTAL و به ترتیب 66/13 m 2 g/ و 1/161 ml/g به دست آمد. همچنین با استفاده از ایزوترم t-plot حجم ریز حفرات ( mic V( 1/135 ml/g حفرات با اندازه متوسط حدود محاسبه شد و با تفریق V TOTAL از V mic 1/148 ml/g 76 تولیدشده حجم به دست آمد. بنابراین درصد از حجم کل حفرات موجود در کربن فعال مربوط به حفرات با حجم متوسط است بنابراین میتوان گفت کربن فعال تولیدشده براي جذب مولکولهایی با ابعاد 21nm و کوچکتر مناسب خواهد بود] 21 [. 2-3- تاثیر تغییر ph بر روی راندمان حذف مطابق با شکل 3 با افزایش ph محلول میزان حذف نیز افزایش یافته است که این امر با یافتههاي مطالعات صورت گرفته به و همکاران Qada وسیلهي Chen و همکاران ]2[ ]24[ ph و همکاران ]25[ هماهنگ است. با افزایش Karagoz میزان یونهاي هیدروکسیل در محلول باال رفته و این امر باعث میشود که سطح کربن فعال پروتون از دست داده و بار منفی سطح جاذب مورد استفاده تقویت شده و میزان نیروي جذب الکترواستاتیکی بین رنگ متیلن بلو که داراي بار مثبت است و سطح جاذب افزایش و به دنبال آن جذب رنگ نیز افزایش خواهد یافت] 22 [. )8( )3(

Removal (%) Removal percentage (%) مجله علمی پژوهشی عمران مدرس دوره چهاردهم / شماره چهار / زمستان 3131 88 86 84 82 80 90 85 80 75 70 65 شکل 1 - تاثیر تغییر ph بر روي میزان حذف رنگ متیلن بلو 3-3- تاثیر زمان تماس و غلظت اولیه بر روی جذب رنگ متیلن بلو مطابق شکل 2 با گذشت زمان در تمامی مطالعه میزان جذب افزایش پیدا میکند. غلظتهاي مورد بیشترین سرعت حذف ماده جذبشونده در 35 دقیقه اول جذب صورت گرفت که این امر به دلیل مقادیر باالي سایتهاي در دسترس در مراحل اولیه جذب است] 26 [. شکل 2 - تاثیر زمان تماس بر روي درصد حذف رنگ متیلن بلو همچنین مطابق شکل 1 با افزایش غلظت اولیه رنگ از mg/l 11 به 61 mg/l میزان درصد حذف رنگ از 87/3 به 77/5 درصد کاهش یافت. با کاهش غلظت آالینده در محیط مولکولهاي ماده جذبشونده شانس بیشتري براي واکنش با سایته يا جذبکننده موجود بر روي کربن فعال دارند و به این ترتیب میزان جذب در این شرایط افزایش مییابد از این رو میتوان گفت که یکی از روشهاي افزایش درصد حذف رنگ در است] 36 [. فاضالبهاي آلوده رقیق نمودن آنها شکل 3 - تاثیر غلظت اولیه رنگ متیلن بلو بر روي درصد حذف آن -4-3 تولیدشده ایزوترم جذب رنگ به وسیلهی کربن فعال مطابق جدول 1 میزان q max 68/11 mg/g میباشد به دست آمده از مدل النگمیر که این مقدار در مقایسه با سایر مطالعات از حد قابل قبولی برخوردار است. در مطالعهاي که Aygun و همکاران انجام دادند میزان جذب رنگ متیلن بلو را بر روي کربن فعال تولیدشده از پوست فندق پوست گردو و هسته زردآلو در زمان تماس 3441 دقیقه به ترتیب 1/51 8/82 و 4/33 میلیگرم بر گرم گزارش کردند] 37 [. همچنین karagoz و همکاران از کیک گل کربن فعال تولید نمودند و در زمان تماس آفتابگردان دقیقه 3441 میزان جذب رنگ متیلن بلو به وسیله آن را 35/738 mg/g گزارش کردند] 25 [. در مطالعهاي دیگر Otero و همکاران میزان جذب متیلن بلو بر روي کربن فعال از شده تولید لجن فاضالب را در زمان تماس 41 دقیقه 334/34 mg/g گزارش کردند] 38 [. به عالوه مقادیر تمامی غلظتها بین R L 1 و 3 به دست آمده براي قرار گرفت )براي غلظته يا اولیه 51 41 11 و 61 میلیگرم بر لیتر به ترتیب 1/38 1/33 1/34 و 1/3( که این امر نشان میدهد جاذب مورد استفاده براي حذف رنگ متیلن بلو مناسب است. همان گونه که در جدول 1 مشاهده میشود جذب رنگ متیلن بلو بر روي جاذب تولیدشده از روزنامه باطله با 78 76 20 30 40 50 60 70 C0 (mg/l) برابر با 1/337 تا حد بسیار باالیی از مدل فروندلیچ پیروي Concentration (mg/l) 60 55 1 3 5 7 9 11 ph 70 60 50 40 30 20 10 0 30mg/L 40mg/L 50mg/L 60mg/l 0 100 200 300 Time (min)

فریبا خلیلی ناجی و همکاران کاربرد کربن فعال حاصل از روزنامه باطله در حذف رنگ متیلن بلو... مینماید که این امر نشان میدهد سطح جاذب هتروژن بوده و جذب رنگ متیلن بلو روي آن به صورت چند الیه است] 2,.]24,31,4 جدول 3- ضرایب به دست آمده از مدل هاي ایزوترمی مقادیر پارامتر نام مدل مقادیر پارامتر نام مدل تمکین q max 68 / 11 A 1 / 533 b 1 / 343 B 36 / 11 1 / 384 1 / 382 SSE% 3 / 336 SSE% 3 / 126 x 2 1 / 341 x 2 1 / 337 پیترسون ردلیچ- 1/n 1 / 458 β 1 / 637 n 2 / 382 a r 3 / 178 K f 31 / 31 K r 22 1 / 3374 1 / 3352 مقدار SSE% 1 / 434 SSE% 1 / 318 x 2 1 / 137 x 2 1 / 327 النگمیر فروندلیچ به دست آمده براي مدل ردلیچ- پترسون به خوبی نشان میدهد که این مدل احتماال با خطاي بسیار کمی رفتار جذب جاذب تولیدشده را پیشبینبی کنبد همچنبین مقبدار پایین ضریب β به دست آمده در این مدل نشان میدهد کبه جذب رنگ یاد شده به احتمبال فبراوان از مبدل فرونبدلیچ پیروي کرده و در نتیجه سبطح جباذب تولیدشبده هتبروژن است] 31 [. آخرین مدل ایزوترمی به کار رفته در این مطالعه مدل تمکین است که فبر استوار است] 31 [ مقدار آن ببر پایبه جبذب شبیمیایی به دست آمده ببراي ایبن مبدل نشان میدهد جذب رنگ روي کربن تولیدشده احتمباال تبا حدودي داراي سازوکار شیمیایی است. 5-3- سینتیك واکنش جذب براي به دست آوردن ضرایب کینتیکی واکنش جبذب رنبگ متیلن بلبو ببر روي کبربن فعبال تولیدشبده از فبرم خطبی معادالت سینتیکی که در جدول 3 ارائه شده است اسبتفاده شد نتایج مربوطه در جدول 4 ارائه شده است. براي به دست آوردن ثابت شیب خط نمودار K 2 ln(qe-qt) براي مدل شبه درجه اول از در برابر بیشتر موارد معادله شبه درجه اول با t مطالعات جذب سطحی سازگار نیست و مقدار استفاده شد. در دادههاي حاصل از به دست آمده از معادله شبه درجه اول )جدول 4( نشان میدهد که جذب رنگ متیلن بلو بر روي کربن فعال از این مدل پیروي نمیکند. همچنین شیب و عر از برابر t براي محاسبه ثابت t/q t نمودار مبدأ K 2 دوم استفاده شد. مطابق جدول 4 مقدار در موجود در معادله شبه درجه )1/336( مربوط به مدل شبه درجه دوم نشان میدهد که جذب رنگ متیلن بلو روي کربن فعال از این مدل پیروي میکند که این امر مطابق با یافتهه يا Karagoz و همکاران Hameed q t و همکاران و Altenor و همکاران میباشد] 4, 23, [. نمودار در برابر 1/5 t نیز براي استخراج ثوابت مربوط به مدل انتشار داخل ذره اي استفاده شد. مقدار محاسبهشده 25 براي مدل سینتیکی انتشار داخل ذره نشان داد که سرعت فرایند جذب سطحی رنگ بر روي کربن فعال تولیدشده توسط مرحله انتشار ماده جذبشونده به درون ذرات جاذب کنترل نمیشود. 6-3- مطالعه ترمودینامیکی نتایج حاصل از مطالعات ترمودینامیکی در جدول ارائه 5 شده است مقدار منفی ΔG و مقدار مثبت ΔH براي تمامی دماها نشان میدهد که جذب رنگ متیلن بلو بر روي کربن فعال فرآیندي گرماگیر و خود به خودي است] 27 [. همچنین میتواند ΔG مقدار نوع جذب سطحی را نشان دهد این مقدار براي جذب فیزیکی بین 1 kj/mol تا 21- تغییر

مجله علمی پژوهشی عمران مدرس دوره چهاردهم / شماره چهار / زمستان 3131 معادله انتشار داخل ذرهاي جدول 4 - ضرایب مدلهاي شبه درجه اول شبه درجه دوم و انتشار خارج ذرهاي معادله شبه درجه دوم معادله شبه درجه اول غلظت K 1 q e K 2 q e K P C (mg/l) (1/min) (mg/g) (g/mg. min) (mg/g) (mg/g. min) (mg/g) 11 1/136 38/18 1/353 1/111 26/12 1/333 3/2 3/382 1/311 41 1/136 33/36 1/316 1/114 12/54 1/335 3/313 36/62 1/346 51 1/138 22/27 1/35 1/114 13/81 1/335 3/363 21/12 1/371 61 1/135 24/32 1/342 1/111 45/3 1/336 3/537 24/6 1/343 X2 به دست آمده براي مدلهاي مورد استفاده )جداول 1 و qe (mg/l) 60 50 40 30 20 10 0 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 Time (min) First order Second order Interaparticle 30 mg/l 40 mg/l 50 mg/l 60 mg/l میکند درحالیکه براي فرایند جذب شیمیایی این مقدار بین 81- تا 411- تغییر خواهد نمود] 34 [. جدول 5- پارامترهاي ترمودینامیک جذب متیلن بلو به وسیله کربن فعال در مطالعه حاضر مقادیر ΔG بین 33/67- تا 23/68- تغییر نمود که این امر نشاندهنده جذب فیزیکی رنگ روي کربن فعال است. همچنین مقدار مثبت ΔS نشان داد که در طول فرایند جذب سطحی نامنظمی در سطح جاذب- افزایش یافت] 32, 23[. 28, 7-3 -آنالیز خطا محلول در شکل 4 برازش مدل هاي ایزوترمی النگمیر فروندلیچ ردلیچ- پترسون و تمکین و در شکل 5 برازش مدل هاي سینتیکی شبه درجه اول شبه درجه دوم و انتشار داخل ذرهاي نسبت به دادههاي به دست آمده از مطالعه آزمایشگاهی نشان داده شده است. با توجه به SSE% R 2 و 4( و همچنین با توجه به شکل 4 و 5 میتوان نتیجه گرفت که مدل ایزوترمی فروندلیچ در میان مدل هاي ایزوترمی و مدل شبه درجه دوم در میان مدلهاي سینتیکی داراي بهترین برازش است. شکل 4 - برازش مدل هاي النگمیر فروندلیچ ردلیچ- پیترسون شکل 5 - برازش مدلهاي شبه درجه اول شبه درجه دوم و انتشار داخل ذرهاي T(K) ΔG (kj/ mol) 233-33/ 674 238-21/ 532 111-23/ 143 118-23/ 684 ΔH (kj /mol) ΔS (J /mol. K) 34 /143 336 / 328 1 / 334

فریبا خلیلی ناجی و همکاران کاربرد کربن فعال حاصل از روزنامه باطله در حذف رنگ متیلن بلو... methylene blue and phenol onto vetiver roots activated carbon prepared by chemical activation, Journal of Hazardous Materials, 165(1-3):1029-1039 [5] Haimour, NM., Emeish, S.,2006: Utilization of date stones for production of activated carbon using phosphoric acid, Waste Management, 26:651 660. [6] Hasar, H.,2003, Adsorption of nickel (II) from aqueous solution onto activated carbon prepared from almond husk, Journal of Hazardous Materials, 97:49 57. [7] Rahman, IA, Saad B, Shaidan S, Sya Rizal ES.,2005, Adsorption characteristics of malachite green on activated carbon derived from rice husks produced by chemical thermal process, Bioresource Technology,96(14):1578-1583. [8] Amri, N., Zakaria, R., Zailani, Abu Bakar M.,2009, Adsorption of Phenol Using Activated Carbon Adsorbent from Waste Tyres, Pertanika J Sci & Technol, 17(2):371 380. [9] Nabizadeh, R., Heidari, M., Hasanvand, MS.,2008, Municipal solid waste analysis in Iran, Iran J Health & Environ, 1:9-18. [10] Filho, GR., Monteiro, DS., Meireles, CS., Assuncao, RMN., Cerqueira DA.,2008, Synthesis and characterization of cellulose acetate produced from recycled newspaper, Carbohydrate Polymers, 73:74-82. [11] Troca-Torrado, C., Alexandre-Franco, M., Fernández-González, C., Alfaro-Domínguez, M., Gómez- Serrano, V.,2011, Development of adsorbents from used tire rubber,their use in the adsorption of organic and inorganic solutes in aqueous solution. Fuel Processing Technology, 92(2):206-212. [12] Tanthapanichakoon, W., Ariyadejwanich, P., Japthong, P., Nakagawa, K., Mukai, S., Tamon, H,.2005, Adsorption desorption characteristics of phenol and reactive dyes from aqueous solution on mesoporous activated carbon prepared from waste tires. Water Research,39(7):1347-1353. [13] Alagumuthu, G., Veeraputhiran, V., Venkataraman, R,.2010, Adsorption Isotherms on Fluoride Removal: Batch Techniques, Archives of Applied Science [14] Rodrigues, LA., da Silva MLCP, Alvarez-Mendes MO., Coutinho, AdR., Thim GP.,2011, Phenol removal from aqueous solution by activated carbon produced from avocado kernel seeds, Chemical Engineering Journal, 174(1):49-57. [15] Perez, N., Sanchez, M., Rincon, G.,2007, Study of the behavior of metat adsorption in asid solutions on lignin using a comparison of different adsorption isotherms, Latin American Applied Research, (37):157-162. 4- نتیجهگیری در میان جاذبهاي مختلف کربن فعال یکی از پرمصرفترین جاذبها در صنایع مختلف است که به دلیل گرانقیمت بودن پیش مواد تولیدي آن هزینه نوع تجاري آن باال بوده و این امر مانعی براي استفاده از این ماده است. از طرفی روزنامههاي باطله یکی از اجزا اصلی مواد دورریز را تشکیل میدهند و به دلیل ماهیت طبیعی این مواد که داراي درصد باالي هیدروکربن است گزینه مناسبی براي پیش ماده تولید کربن فعال به حساب مطالعه حاضر با روش شیمیایی از این ماده دورریز کربن فعال تولید شود میآیند. از این رو در و ارزانقیمت و توانایی آن در حذف متیلن بلو از فاضالب مصنوعی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج این مطالعه نشان داد که کربن فعال تولیدي از ظرفیت باالیی براي جذب رنگ متیلن بلو از محیط آبی برخوردار است. 5- تشکر و قدردانی نویسندگان این مقاله از مرکز علوم و فنون هستهاي )آزمایشگاه رازي( و آزمایشگاه شیمی محیط دانشکده بهداشت دانشگاه علوم پزشکی شیراز به دلیل مساعدته يا تشکر و قدردانی مینمایند. بیدریغشان صمیمانه 6- منابع [1] Robinson, T., McMullan, G., Marchant, R., Nigam, P.,2001, Remediation of dyes in textiles effluent, a critical review on current treatment technologies with a proposed alternative, Biresour Technol (77):247 255. [2] El Qada, EN., Allen, SJ., Walker, GM.,2006, Adsorption of Methylene Blue onto activated carbon produced from steam activated bituminous coal, A study of equilibrium adsorption isotherm, Chemical Engineering Journal, 124(1-3):103-110. [3] Yang J, Qiu K.,2010, Preparation of activated carbons from walnut shells via vacuum chemical activation and their application for methylene blue removal. Chemical Engineering Journal,65(1):209-217. [4] Altenor, S., Carene, B., Emmanuel, E., Lambert, J., Ehrhardt, J-J., Gaspard, S.,2009, Adsorption studies of

مجله علمی پژوهشی عمران مدرس دوره چهاردهم / شماره چهار / زمستان 3131 solution by chaff in batch mode, Journal of Hazardous Materials, 137(1):550-557. [23] Bandosz, T.,2006, Activated Carbon Surfaces in Environmental Remediation, 1 edn. New York, USA: Elsevier Ltd [24] Chen, H., Zhao, J., Wu, J., Dai, G,.2011, Isotherm, thermodynamic, kinetics and adsorption mechanism studies of methyl orange by surfactant modified silkworm exuviae, Journal of Hazardous Materials, 192(1):246-254. [25] Karagoz, S., Tay, T., Ucar, S., Erdem, M,.2008, Activated carbons from waste biomass by sulfuric acid activation and their use on methylene blue adsorption, Bioresource Technology,99(14):6214-6222. [26] Babaei, Zarch HR., Ganjidoust, H., Ayati, B.,2013, Lead Removal from Wastewater by Adsorption using Ash and Sawdust, Modares Civil Engineering Journal, 13. [27] Mittal, A., Mittal, J., Malviya, A., Gupta, VK.,2009, Adsorptive removal of hazardous anionic dye Congo red from wastewater using waste materials and recovery by desorption. Journal of Colloid and Interface Science, 340(1):16-26. [28] Kumar, S., Gunasekar, V., Ponnusami, V.,2012, Removal of Methylene Blue from Aqueous Effluent Using Fixed Bed of Groundnut Shell Powder, Journal of Chemistry,50(10):2775-2785. [29] Theydan SK, Ahmed MJ.,2012, Adsorption of methylene blue onto biomass-based activated carbon by FeCl3 activation: Equilibrium, kinetics, and thermodynamic studies, Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 97:116-122. [16] Kalyani, G., Babu Rao, G., Vijaya, Saradhi B,.2009, Equilibrium and kinetic studies on biosorption of zinc onto gallus domesticus shell powder, ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences, 4(1):39-49. [17] Aygün, A., Yenisoy-Karakaş, S., Duman, I.,2003, Production of granular activated carbon from fruit stones and nutshells and evaluation of their physical, chemical and adsorption properties, Microporous and Mesoporous Materials, 66(2 3):189-195. [18] Otero, M., Rozada, F., Calvo, LF., Garcia, AI., Moran, A.,2003, Kinetic and equilibrium modelling of the methylene blue removal from solution by adsorbent materials produced from sewage sludges, Biochem Eng J, 15:59-68. [19] Renugadevi, N., Sangeetha, R., Lalitha, P.,2011,Kinetics of the adsorption of methylene blue from an industrial dyeing effluent onto activated carbon prepared from the fruits of Mimusops Elengi. Archives of Applied Science Research, 3(3):492-498. [20] Abechi, ES., Gimba, CE., Uzairu, A., Kagbu, JA.,2011, Kinetics of adsorption of methylene blue onto activated carbon prepared from palm kernel shell, Archives of Applied Science Research,3(1):154-164. [21] Hameed, B., Din, A., Ahmad, A.,2007, Adsorption of methylene blue onto bamboo-based activated carbon, Kinetics and equilibrium studies, Journal of Hazardous Materials, 141(3):819-825. [22] Han, R., Wang, Y., Han, P., Shi, J., Yang, J., Lu, Y.,2006, Removal of methylene blue from aqueous

فریبا خلیلی ناجی و همکاران کاربرد کربن فعال حاصل از روزنامه باطله در حذف رنگ متیلن بلو...