Research Paper Removal of Bisphenol A Using Multi Walled Carbon Nanotubes From Aqueous Solution

J ournal of Sabzevar U niversity of Medical Sciences August & September 2016. Vol 23. Num 3 Research Paper Removal of Bisphenol A Using Multi Walled Carbon Nanotubes From Aqueous Solution Mohammad Taghi Samadi 1, Reza Shokohi 2, *Samaneh Shanehsaz 3 1. Professor, Department of Environmental Health Engineering, School of Health, Hamedan University of Medical Sciences, Hamedan, Iran. 2. Associate Professor, Department of Environmental Health Engineering, School of Health, Hamedan University of Medical Sciences, Hamedan, Iran. 3. MSc., Department of Environmental Health Engineering, School of Health, Hamedan University of Medical Sciences, Hamedan, Iran. Citation: Samadi MT, Shokohi R, Shanehsaz S. [Removal of Bisphenol A Using Multi Walled Carbon Nanotubes From Aqueous Solution (Persian)]. Journal of Sabzevar University of Medical Sciences. 2016; 23(3):406-415. http://dx.doi.org/10.21859/sums-2303406 :: http://dx.doi.org/10.21859/sums-2303406 Received: 8 Apr. 2016 Accepted: 21 Jun. 2016 Key words: Bisphenol A, Multiwalled carbon nanotubes, Adsorption isotherm A B S T R A C T Background Endocrine-Disrupting Compounds are emerging group of trace contaminants detected in wastewater and water resources worldwide. Bisphenol A (BPA) is one of the compounds that can cause serious health problems. Materials and Methods In this study, the removal of BPA from aqueous solutions by multi-walled carbon nanotubes was investigated. Experiments were performed in batch reactor and changing effective factors such as ph, contact time, concentration of carbon nanotubes, and concentration of BPA. The concentrations of BPA were measured using UV-VIS spectrophotometer at wavelength of 280 nm. Results The results showed that maximum removal efficiency was 95% at a concentration of 400 mg/l of carbon nanotubes, ph=7, retention time of 60 minutes and BPA concentration of 20 mg/l. The maximum adsorption capacity was found to be 111.6 mg/g and the adsorption data were best fitted to the Freundlich isotherms and pseudo-second order. Conclusion The results showed that carbon nanotubes have a high ability to adsorb BPA in the aquatic environment and can be used as a suitable adsorbent from aqueous solution. * Corresponding Author: Samaneh Shanehsaz, MSc. Address: Department of Environmental Health Engineering, School of Health, Hamadan University of Medical Sciences, Shahid Fahideh Blvd., Hamadan, Iran. Tel: +98 (918) 6073651 E-mail: shanesaz.samane@yahoo.com 406

31 شماره 11.. 23 دوره 1395.. بهار شهریور و مرداد چندجداره کربنی نانولولههای از استفاده با آبی محیطهای از A فنل بیس حذف 3 شانهساز سمانه * 2 شکوهی رضا 1 صمدی محمدتقی ایران. همدان همدان پزشکی علوم دانشگاه بهداشت دانشکده محیط بهداشت مهندسی گروه استاد 1- ایران. همدان همدان پزشکی علوم دانشگاه بهداشت دانشکده محیط بهداشت مهندسی گروه دانشیار 2- ایران. همدان همدان پزشکی علوم دانشگاه بهداشت دانشکده محیط بهداشت مهندسی گروه کارشناسارشد 3-1395 فروردین 20 دریافت: تاریخ 1395 تیر 01 پذیرش: تاریخ کلیدواژهها: نانولولههای A فنل بیس ایزوترم چندجداره کربنی جذب بیس شود. می محسوب آبی منابع و فاضالب در شناختهشده پیچیده و خطرناک های آالینده از گروهی ریز درون غدد کننده مختل ترکیبات اهداف کند. ایجاد را ناپذیری جبران بهداشتی و محیطی زیست مشکالت تواند می که است ترکیبات این از یکی A فنل بررسی ناپیوسته سیستم یک در آبی های محیط از چندجداره کربنی های نانولوله از استفاده با A فنل بیس حذف مطالعه این در ها روش و مواد در مذکور ماده غلظت شد. بررسی حذف کارایی بر A فنل بیس اولیه غلظت و جاذب مقدار تماس زمان ph متغیرهای تأثیر همچنین شد. شد. تعیین نانومتر 280 موج طول در اسپکتروفتومتر دستگاه از استفاده با ها نمونه ph=7 دقیقه 60 تماس زمان در جاذب این از استفاده با A فنل بیس حذف کارایی بیشترین که شد مشخص دستآمده به نتایج طبق ها یافته 111/6 جاذب ماده جذب ظرفیت حداکثر و است 95 درصد با برابر لیتر بر میلیگرم 400 جاذب غلظت و لیتر بر میلیگرم 20 فنل بیس غلظت کند. می تبعیت دوم شبهدرجه سینتیکی مدل و النگمویر ایزوترمی مدل از دستآمده به های داده که شد مشخص همچنین شد. تعیین mg/g عنوان به آن از توان می و دارد A فنل بیس جذب در باالیی توانایی چندجداره کربنی های نانولوله که داد نشان آمده دست به نتایج گیری نتیجه کرد. استفاده A فنل بیس حذف در مناسب جاذب مقدمه آالیندههای از گروهی )EDC s ( ریز درون غدد کننده مختل ترکیبات سراسر در آبی منابع و فاضالب در شناختهشده پیچیده و خطرناک تولید انسانی فعالیتهای درنتیجه یا طورطبیعی به كه است جهان bis(4-hydroxyphenyl) فنلpropane بیس ]1-3[. میشود است استروژنیک ریز درون غدد کننده مختل شیمیایی 2,2 -مادهای A فنل بیس میشود. استون و غیراشباع فنل حلقه دو شامل که مانند کاتالیزوری درحضور که است هیدروفوبیک و مقاوم ترکیبی ساختار 1 شماره تصویر 4[. ]5 آید می دست به یون تبادل رزین ]6[. دهد می نشان را ترکیب این شیمیایی اپوکسی رزینهای تولید برای مونومر عنوان به تركيب اين های رنگ الیه محافظ های چسب کربنات پلی های پالستیک ساختمانی مواد نوری های پنجره اتوماتیک لنزهای پودری استفاده حرارتی کاغذهای و چشمی لنزهای گرد های عدسی پساب آن تولید کارخانه فاضالب در A فنل بیس ]7[. شود می های تصفیهخانه پساب سازی پالستیک و کاغذسازی های کارخانه و دارد وجود زباله دفن محل شیرابه و صنعتی و شهری فاضالب ]8-10[. شود می وارد زیرزمینی و سطحی آب منابع به درنهایت 0/1 تا 0/05 از سطحی های آب در BPA غلظت طورکلی به ورود علت به ها رودخانه برخي در ولي است متفاوت گرمبرلیتر این ]11[. است گرمبرلیتر 0/4 حدود تا صنعتي هاي فاضالب کبدی و قلبیعروقی های بیماری بروز افزایش باعث ترکیب سینه سرطان و تناسلی دستگاه نابهنجاری ناباروری افزایش تا 1 سطحی های آب در BPA حدمجاز 8[. 10 ]11 میشود اساس اين بر ]12[. است شده گزارش لیتر میلی بر میکروگرم 15 بیس مؤثر حذف براي محيطي زيست هاي تكنولوژي از استفاده مسئول: نویسنده * شانهساز سمانه محیط. بهداشت مهندسی گروه بهداشت دانشکده همدان پزشکی علوم دانشگاه شهیدفهمیده بلوار همدان نشانی: +98 (918) 6073651 تلفن: shanesaz.samane@yahoo.com الکترونیکی: پست 407

3 شماره. 23 دوره. 1395 شهریور و مرداد فيزيكي مختلف هاي روش از است. ضروری آب منابع از A فنل اولترافيلتراسيون سطحي جذب نظير بيولوژيكي و شيميايي و مرطوب اكسيداسيون پيشرفته اكسيداسيون معكوس اسمز استفاده A فنل بیس حذف براي بيولوژيكي تجزیه و يوني تبادل نياز باال های هزينه نظير معايبي مذکور های روش ]13[. میشود فناوری خطرناك جانبي هاي فراورده تشكيل اضافي تصفيه به بسياري است شده باعث امر اين دارند. دشوار راهبری و پیچیده باشند. مؤثر و عملي و اقتصادي هاي جاذب دنبال به محققان از فرايند فنلي تركيبات حذف براي تصفيه مؤثر فرايندهاي از يكي - آالینده حذف براي مؤثر روشی عنوان به جذب فرایند است. جذب - می درنظرگرفته بسیارکم هاي غلظت در حتی فاضالب و آب از ها كمهزينه روش يك فيزيكی جذب جذب فرايندهاي بين در شود. پذيري انعطاف میشود. محسوب فنلي مواد حذف براي مؤثر و هاي آالينده به حساسنبودن و آسان برداري بهره طراحي سهولت ازجمله کربنی های نانولوله ]14[. است روش اين مزاياي از سم ي که منحصربهفردی های ویژگی دلیل به که هستند جاذبی مواد اند. کرده جلب بهخود را محققان از بسیاری توجه دارند و زیاد نفوذپذیری و باال بسیار ویژه سطح کربنی های نانولوله نشان مطالعات ]15[. دارند خوبی مکانیکی و حرارتی پایداری کمتر تعادل زمان در بیشتر مساحت بهدلیل CNT s که اند داده بارزترین 16[. ]17 باشد دیگر جاذب مواد از مؤثرتر تواند می بر گرم 1000 تا )700 مطلوب ویژه سطح مواد این های ویژگی تعیین مطالعه این هدف ]18[. است زیاد استحکام و مترمربع( از A فنل بیس حذف در چندجداره کربنی های نانولوله کارایی زمان متغیرهای مطالعه این در همچنین است آبی های محلول جاذب غلظت مقدار A ph فنل بیس اولیه غلظت تماس شدند. بررسی نیز جذب های ایزوترم و واکنش سینتیک ها روش و مواد بنيادي و كاربردي و مقطعی مطالعهای حاصل تحقيق اين در چندجداره کربني هاي نانولوله کارايي تعيين منظور به که است های نانولوله گرفت. صورت آبی های محلول از A فنل بیس حذف شد. تهیه آلمان مرک شرکت از A فنل بیس و چندجداره کربنی 30 15 )5 تماس زمان آزمایش این در مطالعهشده متغیرهای و )20 A فنل بیس اولیه غلظت ]19[ دقیقه( 120 و 90 60 و ]21[ 10( و 7 و )4 ph ]20[ لیتر( بر میلیگرم و 100 60 400 و 200 و )100 چندجداره كربني نانولولههاي غلظت مقدار شدند. بررسی حذف کارایی بر که بود ]22[ لیتر( بر میلیگرم فنل بیس حذف کارایی در عوامل از هریک اثر تعیین منظور به ثابت و مختلف مقادیر در مؤثر عامل هر تغییر با هایی آزمایش A شد. انجام بهینه مقادیر در عوامل دیگر داشتن نگه با A فنل بیس استوک محلول ابتدا آزمایشها انجام برای محلولهایدیگر سپس شد تهیه لیتر بر میلیگرم 500 غلظت به رهایی ب ش داخل آزمایشها شدند. تهیه مدنظر های غلظت با گرفت. انجام ناپیوسته صورت به لیتر بر میلیگرم 100 حجم نمونهها از هریک به مد نظر جاذب مقدار اضافهکردن از پس همزن دستگاه از A فنل بیس و جاذب بین کامل اختالط برای جداکردن برای و دقیقه در دور 120 سرعت با مغناطیسی سرعت با سانتریفیوژ دستگاه از آزمایششده های نمونه از جاذب برای سپس شد. استفاده دقیقه 15 مدت به دقیقه در دور 1400 مطابق آزمایششده های نمونه در A فنل بیس غلظت تعیین اسپکتروفتومتر دستگاه از فاضالب و آب استاندارد روشهای با رسم نانومتر 280 موج طول در کالیبراسیون منحنی و استفاده و بهدستآمده نتايج از استفاده با ها آزمايش اتمام بعداز شد. در حذف کارایی ها نمونه در A فنل بیس اولیه غلظت باتوجهبه شد: محاسبه 1 معادله از استفاده با مختلف مراحل E=C i -C f /C i 100 1( )معادله فنل بیس نهایی و اولیه غلظت ترتیب به C f و C i رابطه این در هريک بهينه مقادير سپس هستند. آزمایششده های نمونه در A هاي نانولوله کارايي نهايت در و انتخاب بررسيشده متغيرهاي از با مربوطه های منحنی رسم و ها داده آنالیز از استفاده با کربني شد. تعیین اکسل افزار نرم 2007 نسخه فروندليخ و النگمویر مدل دو از جذب ايزوترم تعیین برای مدل و 2 معادله را النگمویر ایزوترمی مدل که شد استفاده ]23[. میکند تعریف 3 معادله را فروندلیچ ایزوترمی q e =bq m c e /1+bc e q e =K F Ce 1/n 2( )معادله 3( )معادله تعادل حالت در شدني حل ماده غلظت C e باال معادلههای در حداكثر q m )mg/g( تعادل حالت در جذب ظرفيت q e )mg/l( H 3 C CH 3 Bisphenol A (BPA) oh A. فنل بیس شیمیایی ساختار 1. تصویر Ho 408

3 شماره. 23 دوره. 1395 شهریور و مرداد چندجداره کربنی نانولولههای از استفاده با آبی محیطهای از A فنل بیس حذف و K F و )l/mg( النگمویر معادله ثابت b (mg/g( جذب ظرفيت ]20[. هستند فروندلیچ معادله ثابت n استفاده 4 معادله از جذب ظرفیت تعیین برای همچنین ]23[: میشود q e =(C 0 -C e )V/m 4( )معادله در جذب ميزان تعیین برای جذب سينتيك مطالعات مرتبه سينتيک خطي فرم ]24[. شد بررسي مختلف زمانهاي صورت به دوم مرتبه سینتیک خطی فرم و 5 معادله بهصورت اول ]25[: است 6 معادله ln(q qe -q)=lnq qe k 1 t/2.303 t /q=1/k 2 q eq2 +1/q eq t 5( )معادله 6( )معادله گرم هر ازاي به شده جذب فنل بیس مقدار )mg/g( q qe و q مرتبه سينيتيک ثابت k 1 است. تعادل حالت در و t زمان در جاذب ]26[. است دوم مرتبه سينتيک ثابت k 2 و )1/min( اول ها یافته الکترونی میکروسکوپ تصویر جاذب نانولولهبودن اثبات برای تعیین و اثبات منظور به و 2( شماره )تصویر شد گرفته آن از )SEM( )FTIR( قرمز مادون اسپکتروفتومتری طیف جاذب عاملی های گروه آن به مربوط تصاویر که شد گرفته چندجداره کربنی های نانولوله از ناحيه شود مي مشاهده طورکه همان است. آمده 3 شماره تصویر در معدني دیدگاه از كه است آلي تركيبات با فلز پيوندهاي نمودار اول C-O 1271 پيوند ناحیه در گيرند. نمي قرار بحث در و دارند اهميت است. مربوط دوم نوع آميدي عامل تشكيل و سيستئين اتصال به است. شده ظاهر آميدي عامل کربونيل C=O پیوند 1576 ناحیه در ضعيفي پيوندهاي اينكه دليل به S-H پیوندهای 2000 ناحیه در S-H 2 پیوندهای 2919 ناحیه در نمیشوند. داده نشان هستند 3434 ناحیه در O-H هيدروكسيل كششي گروه شود. می مشاهده تأييد برای دلیلی و کردهاند همپوشانی را N-H پیوند که هستند پهنشدن است. کربنی های نانولوله سطح در كربونیل عامل حضور عاملی های گروه حضور نشاندهنده بعد به 2500 ناحيه از پيك دهنده تشکیل ترکیبات درصد بیانگر که XRD نمودار همچنین است. است. شده داده نشان 4 شماره تصویر در است جاذب حذف کارایی بر ph تغییرات تأثیر تعیین و تماس زمان عنوان به دقيقه 60 ها آزمايش از مرحله اين در د ز مقدار بهعنوان کربنی نانولوله لیتر بر میلیگرم 400 غلظت حذف کارايي بر ph تغییرات تأثیر و شد درنظرگرفته ثابت جاذب A فنل بیس لیتر در گرم ميلي 100 و 60 و 20 های غلظت در با شود می مشاهده 5 شماره تصویر در طورکه همان شد. بررسی افزایش A فنل بیس حذف کارایی بهتدریج 7 تا 4 از ph افزایش کاهش حذف کارایی ph افزایش با بعد به 7 ph از اما یابد می 7 ph در کربنی نانولولههای که گفت توان می درنتیجه یابد. می این طورکلی به و دارند A فنل بیس حذف در را کارایی بیشترین دارد. بهتری عملکرد خنثی ph به نزدیک phهای در جاذب حذف کارایی بر جاذب غلظت تغییرات تأثیر تعیین حذف کارایی بر چندجداره کربنی های نانولوله د ز تغییرات اثر 20 غلظت و دقیقه 60 تماس زمان 7 برابر ph بهینه شرایط در مد نظر جاذب د ز مقدار تغییر با A فنل بیس از لیتر بر میلیگرم شد. بررسی لیتر بر میلیگرم 400 تا لیتر بر میلیگرم 100 از جذب. ایزوترم مدلهای همبستگی ضرایب 1. جدول A B 15/62 9/09 0/972 k f n R 2 2/188 0/978 16/48 R 2 النگمویر ایزوترم فروندلیچ ایزوترم چندجداره. کربنی نانولولههای روی فنلA بیس واکنش سرعت ثابتهای و همبستگی ضرایب 2. جدول K 2 K 1 R 2 جذب سینتیک نوع - 0/009 0/663 اول شبهدرجه سينتيک 0/022-0/988 دوم شبهدرجه سينتيک 409

مرداد و شهریور. 1395 دوره. 23 شماره 3 تعیین تأثیر تغییرات غلظت اولیه بیس فنل بر کارایی حذف تأثير تغییرات غلظت اوليه بيس فنل روي كارايي حذف در سيستم مطالعه شده با تغيير در غلظت اوليه بيس فنل برحسب ميلي گرم بر ليتر و در غلظت 20 و 60 و 100 میلی گرم بر لیتر انجام شد. در تصویر شماره 7 نتايج حاصل از تأثير غلظت اوليه بيس فنل روی میزان ظرفیت جذب نانولوله کربنی چندجداره نشان داده شده است. همان طوركه مشاهده مي شود با افزایش غلظت اولیه بیس فنل ظرفیت جذب جاذب از 44/9 میلی گرم بر گرم در غلظت اولیه 20 میلی گرم بر لیتر به 111/6 میلی گرم بر گرم در غلظت اولیه 100 میلی گرم بر لیتر افزایش می یابد. تعیین تأثیر تغییرات زمان تماس بر کارایی حذف تصویر SEM.2 نانولوله کربنی استفاده شده. %T 101 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 cm-1 تصویر FTIR.3 نانولوله کربنی استفاده شده. 250 200 150 100 50 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 0 تصویر XRD. 4 نانولوله کربنی استفاده شده. همان طورکه در تصویر شماره 6 مشاهده می شود کارایی حذف بیس فنل A با تغییرات د ز جاذب رابطه مستقیم دارد. به طوری که با افزایش د ز نانولوله های کربنی چندجداره از 100 میلی گرم بر لیتر تا 400 میلی گرم بر لیتر میزان کارایی حذف از 55 درصد به 95 درصد افزایش یافت. طبق نتایج به دست آمده با افزایش دز جاذب ظرفیت جذب جاذب کاهش می یابد. به طوری که ظرفیت جذب جاذب در دز 0/4 گرم بر لیتر برابربا 44/9 میلی گرم بر گرم است. این درحالی است که ظرفیت جذب جاذب در دز 0/1 گرم برلیتر برابربا 99/4 میلی گرم بر گرم است. 410 تصویر شماره 8 اثر زمان تماس را بر کارایی حذف بیس فنل A با نانولوله های کربنی چندجداره نشان می دهد. همان طورکه روند نمودار نشان می دهد با افزایش زمان تماس مقدار غلظت باقی مانده بیس فنل A در محلول کاهش می یابد تا اینکه در زمان 60 دقیقه به تعادل می رسد. بیشترین بهره وری حذف بیس فنل A در زمان تماس 60 دقیقه برابربا 95 درصد است. نتایج آزمایش ها نشان داد که افزایش زمان تماس با ظرفیت جذب جاذب رابطه مستقیم دارد. به طوری که در زمان تماس 5 دقیقه ظرفیت جذب جاذب برابربا 36/55 و در زمان تماس 60 دقیقه ظرفیت جذب جاذب برابربا 43/55 است. تعیین مدل های ایزوترم جذب جدول شماره 1 ضرایب همبستگی النگ مویر و فروندلیچ را نشان می دهد. تعیین سینتیک جذب جدول شماره 2 ضرایب همبستگی و ثابت های سرعت واکنش بیس فنل A روی نانولوله های کربنی چندجداره را نشان می دهد که با استفاده از این ضرایب می توان مدل سینتیکی واکنش جذب بیس فنل A توسط نانولوله های کربنی را تعیین نمود. بحث س فنل در این مطالعه تأثیر ph زمان تماس غلظت اولیه بی A و جرم ماده جاذب بر کارایی حذف بیس فنل A به وسیله نانولوله های کربنی چندجداره ايزوترم هاي جذب النگ مویر و فروندليخ و مدل های سینتیکی واکنش بررسی شد ph. از مهم ترين متغیرهای تأثيرگذار روي جذب است. از لحاظ تئوری باتوجه به رابطه ph با بار سطحی نانولوله های کربنی می توان س فنل تأثیر گذاشت. همان طوركه در تصویر بر میزان جذب بی شماره 5 آمده است در شرایط اسیدی کارایی حذف افزایش

3 شماره. 23 دوره. 1395 شهریور و مرداد چندجداره کربنی نانولولههای از استفاده با آبی محیطهای از A فنل بیس حذف 100 80 60 40 20 0 100 200 400 )درصد( حذف راندمان لیتر( بر گرم )میلی جاذب دوز مقدار )درصد( حذف راندمان 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 ppm 20 غلظت ppm 60 غلظت ppm 100 غلظت 4 7 10 ph نانولوله توسط A فنل بیس حذف کارایی بر Hp تغییرات تأثیر 5. تصویر میلیگرم جاذب= 400 د ز مقدار دقیقه تماس= 60 )زمان چندجداره کربنی لیتر(. بر توسط A فنل بیس حذف کارایی بر جاذب د ز مقدار تغییرات تأثیر 6. تصویر بیس اولیه غلظت دقیقه تماس= 60 )زمان چندجداره کربنی نانولولههای.)pH=7 لیتر بر میلیگرم فنل= 20 mg/g جاذب جذب ظرفیت )درصد( حذف راندمان 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 2 5 10 15 30 45 60 90 120 120 100 80 60 40 20 0 ph=4 ph=7 ph=10 20 60 100 A فنل بیس اولیهی غلظت تماس زمان نانولوله جذب ظرفیت میزان بر فنل بيس اوليه غلظت تغییرات تأثیر 7. تصویر بر میلیگرم جاذب= 400 مقدارد ز دقیقه تماس= 60 )زمان چندجداره کربنی.)pH=7 لیتر مقدار حداکثر به حذف کارایی ph=7 در که جایی تا یافته حالت به اسیدی حالت از ph افزایش با اما رسد می ) 95 درصد( به )ph=7( 95 درصد از حذف کارایی )ph=10( قلیایی کامال یابد. می کاهش 37 درصد نانولوله ph zpc و فنل بیس آنیونی ساختار به پدیده این علت ph zpc که دهد می نشان ها بررسی میشود. مربوط کربنی از باالتر محلول ph هنگامیکه است. 8/5 برابر کربنی نانولولههای ایجاد دلیل به و دارد منفی الکتریکی بار جاذب سطح باشد ph zpc می- جذب بهخوبی را کاتیونی مواد الکترواستاتیک های واکنش اسیدی( )شرایط ph zpc از تر پایین محلول ph که زمانی اما کند آنیونی مواد جذب در و دارد مثبت بارالکتریکی جاذب سطح باشد در فنل بیس سطحی بار اینکه باتوجهبه کند. می عمل مؤثر طور به بیس جذب میزان کاهش درنتیجه است منفی قلیایی phهای و جاذب بین دافعه نیروی ایجاد دلیل به قلیایی شرایط در فنل فنل بیس سطحی بار مثبتبودن دلیل به و است شونده جذب فنل بیس و جاذب بين پيوندي هاي گروه اسیدی شرایط در توسط A فنل بیس حذف کارایی بر تماس زمان تغییرات تأثیر 8. تصویر لیتر بر میلیگرم فنل= 20 بیس اولیه )غلظت چندجداره کربنی نانولوله لیتر(. بر میلیگرم جاذب= 400 د ز مقدار ph=7 ]27[. یابد می افزایش جذب میزان و میگیرد صورت راحتي به مدلسازي باعنوان که ای مطالعه در ]28[ همکاران و زازولی انجام تخممرغ پوسته و فعال كربن توسط A فنل بيس حذف فرايند افزایش اسیدی شرایط در فنل بیس جذب میزان که دریافتند دادند این نتایج با که است ph=7 در حذف کارایی بیشترین و مییابد نتایج با تحقیق این نتایج همچنین ]28[. دارد مطابقت کامال تحقیق جذب روي 2011 سال در ]29[ همکاران و ژوزف که ای مطالعه های نانولوله از استفاده با 17 α ethinyl estradiol و A فنل بيس را A فنل بیس حذف کارایی کاهش و دادند انجام جداره تک کربنی ]29[. دارد همخوانی کردند مشاهده 9 از باالتر ph در نانولولههای غلظت تغييرات از حاصل نتايج 6 شماره تصویر در و ph=7 ثابت مقادیر در A فنل بیس حذف کارایی بر کربنی که دهد می نشان نتایج است. شده ارائه دقیقه 60 تماس زمان داشته مستقیم رابطه کربنی های نانولوله غلظت با حذف کارایی 400 به لیتر بر میلیگرم 100 از ها نانولوله غلظت افزایش با و افزایش 95 درصد به 55 درصد از حذف کارایی لیتر بر میلیگرم 411

3 شماره. 23 دوره. 1395 شهریور و مرداد و جذب سطحی فعال های محل افزایش دلیل به این که یابد می مشابهی نتایج است. شونده جذب و جاذب ماده بین برخورد افزایش ]31[ همکاران و شکوهی و ]30[ همکاران و شهریاری توسط نیز نشان آزمایشها نتایج همچنین 30[. ]31 است رسیده اثبات به مييابد افزايش بهرهوری جاذب د ز افزایش با هرچند که میدهد كاهش جاذب گرم هر بهازاي جذبشده فنل بيس ميزان ولي آالينده جذب در فعال نقاط عدماشباعشدن امر اين دليل مييابد. سطح در موجود فعال نقاط جاذب د ز افزايش با بهطوريكه است ميزان كاهش باعث امر همين نميشود. استفاده طوركامل به جاذب توسط نيز مشابهي نتايج شود. مي جاذب جرم واحد در جذب. ]32[ است آمده بهدست ]32[ محوي و مالكي افزایش با که کند می بیان 7 شماره تصویر در ارائهشده نتایج 400 جاذب غلظت و ph=7 ثابت شرایط در A فنل بیس غلظت هرچقدر همچنین یابد. می کاهش حذف کارایی لیتر بر میلیگرم در مييابد. افزايش نیز جذب ظرفيت يابد افزايش اولیه غلظت نانوتيوب مقايسه زمينه در 2009 سال در ]33[ کو که مطالعهای داد انجام A فنل بيس حذف برای رشدیافته و اصالحشده کربن میيابد افزايش جذب ظرفيت اوليه غلظت افزايش با که کرد ثابت جذب هاي مكان جاذب سطح كه است دليل اين به پديده اين ]33[. دردسترس سطح ميزان فنل بيس غلظت افزايش با و دارد محدودي اين شود. مي كمتر شوند جذب بايد كه ايی آالينده مقدار نسبتبه میشود. آب از فنل بيس جذب کاهش و بهرهوری كاهش باعث امر بر تماس زمان اثر تعیین آزمایشهای از بهدستآمده نتایج تصویر در که کربنی نانولولههای توسط فنلA بیس حذف کارایی کارایی و تماس زمان که است این بیانگر شده ارائه 8 شماره مقدار تماس زمان افزایش با و داشته مستقیم رابطه باهم حذف مییابدتاجاییکه درمحلولکاهش غلظتباقیماندهبیسفنلA تعادل زمان این میرسد. تعادل به دقیقه 60 تماس زمان در است. جاذب سطحی ناحیه در جذب صورتگرفتن بهدلیل کوتاه ]33[ همکاران و دهقانی که مطالعهای نتایج با بهدستآمده نتایج تکجداره کربنی نانولولههای توسط A فنل بیس حذف درزمینه بهدست دقیقه 60 تماس زمان در را تعادل زمان و دادند انجام سال در ]34[ همکاران و کاشیتراش ]33[. دارد مطابقت آوردند تصفیه در کربنی نانولولههای کارایی باعنوان مطالعهای در 2011 با تماس زمان افزايش که دریافتند شهری زباله دفن محل شیرابه بهطوریکه دارد معکوس رابطه رنگ و TS و COD حذف كارايي درحالیکه است دقیقه 10 آنها حذف براي بهينه تماس زمان داشته مستقیم رابطه BOD حذف كارايي با تماس زمان افزايش 5 - مي آن دليل است دقیقه 30 آن حذف برای بهینه تماس زمان و COD نسبتبه BOD واکنش سرعت بودن کندتر به مربوط تواند 5. ]34[ باشد کربني نانولولههاي روش از استفاده با رنگ و TS و آالينده يك جذب تئوريكي ظرفيت تعيين براي جذب ايزوترم جرم واحد در جذبشده ماده مقدار معموال رود. مي کار به مشخص نيست. خطي رابطه اين اما یابد مي افزايش غلظت افزايش با جاذب ایزوترم مدلهای متداولترين است نوع چند جذب ايزوترم روابط جذب ايزوترم مدل است. فروندلیچ و النگمویر ایزوترمی مدل لدم درحاليكه ميشود مربوط اي تكاليه جذب به النگمویر انرژي است. چنداليهاي جذب کننده بيان فروندلیچ جذب ايزوترم باتوجهبه است. معادله دو هر مفروضات از سطح در جذب يكسان برابربا فروندلیچ مدل نمودار R 2 2 شماره جدول در ارائهشده نتایج می- پس است. 0/972 برابربا النگمویر مدل نمودار R 2 و 0/978 توسط A فنل بیس جذب واکنش که گرفت نتیجه چنین توان - می تبعیت فروندلیچ ایزوترمی مدل از چندجداره کربنی نانولوله A فنل بیس جذب که کرد استنباط چنین توان می درنتیجه کند. ]27[. است ای چندالیه جذب نوع از چندجداره کربنی نانولوله روی تعیین آزمایشهای در دستآمده به سینتیکی ضرایب همچنین دهد می نشان است شده ارائه 2 شماره جدول در که واکنش سینتیک تبعیت دوم شبهمرتبه سینتیک از بیشتر دستآمده به های داده که است. شيميايي جذب با قابلکنترل جذب فرايند درنتیجه و کند می - نانولوله کارايي باعنوان که ای مطالعه در نیز ]35[ همکاران و محوی دادند انجام آبي هاي محلول از فنل حذف در چندجداره کربني هاي مدل از چندجداره کربنی نانولوله روی فنل جذب واکنش که دریافتند ]35[. کند می پیروی دوم شبهمرتبه سینتیک و فروندلیچ ایزوترمی محيطي زيست هاي آالينده حذف در نانو فناوري از استفاده آن به زيادي توجه اخير هاي سال در كه است هايي روش ازجمله نانولوله- از استفاده با A فنل بیس حذف تحقيق اين در است. شده حذف کارایی بیشترین دریافتیم و شد بررسی چندجداره کربني هاي میلیگرم 400 جاذب غلظت و دقیقه 60 تماس زمان ph=7 در به- همبستگی ضرایب باتوجهبه همچنین است. 95 درصد لیتر بر النگمویر و فروندلیچ ایزوترمی های مدل در ها داده برای دستآمده چنین دوم شبهمرتبه و اول شبهمرتبه سینتیکی های مدل و و فروندلیچ ایزوترمی مدل از جذب واکنش که شود می استنباط توان می طورکلی به کند. می تبعیت دوم شبهمرتبه سینتیکی مدل بیس قادراند چندجداره کربنی های نانولوله که گرفت نتیجه چنین کنند. حذف آبی های محیط از باالیی بهرهوری با را A فنل قدردانی و تشکر مقطع در شانهساز سمانه خانم نامه پایان حاصل مقاله این بهداشت دانشکده در محیط بهداشت مهندسی ارشد کارشناسی محترم معاونت از وسیله بدین است. همدان پزشکی علوم دانشگاه حمايت خاطر به همدان پزشکي علوم دانشگاه فناوری و تحقیقات آزمایشگاه همکاران تمامی و الزم امکانات فراهمنمودن و مالي انجام در همکاری خاطر به بهداشت دانشکده آبوفاضالب شیمی میکنیم. قدردانی و تشکر تحقیق 412

مرداد و شهریور. 1395 دوره. 23 شماره 3 حذف بیس فنل A از محیطهای آبی با استفاده از نانولولههای کربنی چندجداره References [1] Halling-Sorensen B, Nors Nielsen S, Lanzky P, Ingerslev F, Holten Lützhoft H, Jorgensen S. Occurrence, fate and effects of pharmaceutical substances in the environment: a review. Chemosphere. 1998; 36(2):357-93. doi: 10.1016/s0045-6535(97)00354-8 [2] Yoon Y, Ryu J, Oh J, Choi BG, Snyder SA. Occurrence of endocrine disrupting compounds, pharmaceuticals, and personal care products in the Han River (Seoul, South Korea). Science of The Total Environment. 2010; 408(3):636-43. doi: 10.1016/j.scitotenv.2009.10.049 [3] Choi KJ, Kim SG, Kim CW, Kim SH. Effects of activated carbon types and service life on removal of endocrine disrupting chemicals: amitrol, nonylphenol, and bisphenol A. Chemosphere. 2005; 58(11):1535-545. doi: 10.1016/j.chemosphere.2004.11.080 [4] Jafari A, Abasabad RP, Salehzadeh A. Endocrine disrupting contaminants in water resources and sewage in Hamadan city of Iran. Iranian Journal of Environmental Health Science & Engineering. 2009; 6(2):89-96. [5] Bolong N, Ismail A, Salim M, Rana D, Matsuura T, Tabe-Mohammadi A. Negatively charged polyethersulfone hollow fiber nanofiltration membrane for the removal of bisphenol A from wastewater. Separation and Purification Technology. 2010; 73(2):92-9. doi: 10.1016/j.seppur.2010.01.001 [6] Deborde M, Rabouan S, Mazellier P, Duguet JP, Legube B. Oxidation of bisphenol A by ozone in aqueous solution. Water Research. 2008; 42(16):4299-308. doi: 10.1016/j.watres.2008.07.015 [7] Staples CA, Dome PB, Klecka GM, Oblock ST, Harris LR. A review of the environmental fate, effects, and exposures of bisphenol A. Chemosphere. 1998; 36(10):2149-73. doi: 10.1016/s0045-6535(97)10133-3 [8] Huang Y, Wong C, Zheng J, Bouwman H, Barra R, Wahlström B, et al. Bisphenol A (BPA) in China: a review of sources, environmental levels, and potential human health impacts. Environment International. 2012; 42:91-99. doi: 10.1016/j.envint.2011.04.010 [9] Kang JH, Kondo F, Katayama Y. Human exposure to bisphenol A. Toxicology. 2006; 226(2):79-89. doi: 10.1016/j.tox.2006.06.009 [10] Mohapatra D, Brar S, Tyagi R, Surampalli R. Physico-chemical pre-treatment and biotransformation of wastewater and wastewater Sludge Fate of bisphenol A. Chemosphere. 2010; 78(8):923-41. doi: 10.1016/j.chemosphere.2009.12.053 [11] Liu G, Ma J, Li X, Qin Q. Adsorption of bisphenol A from aqueous solution onto activated carbons with different modification treatments. Journal of Hazardous Materials. 2009; 164(2):1275-280. doi: 10.1016/j.jhazmat.2008.09.038 [12] Brugnera MF, Rajeshwar K, Cardoso JC, Zanoni MVB. Bisphenol A removal from wastewater using self-organized TIO 2 nanotubular array electrodes. Chemosphere. 2010; 78(5):569-75. doi: 10.1016/j.chemosphere.2009.10.058 [13] Shokouhi R, Ebrahimzadeh L, Rahmani AR, Ebrahimi S, Samarghandi MR. [Comparison of the advanced oxidation processes in phenol degradation in laboratory scale (Persian)]. Water and Wastewater. 2010; 20(4):30-35. [14] Achak M, Hafidi A, Ouazzani N, Sayadi S, Mandi L. Low cost biosorbent banana peel for the removal of phenolic compounds from olive mill wastewater: kinetic and equilibrium studies. Journal of Hazardous Materials. 2009; 166(1):117-25. doi: 10.1016/j. jhazmat.2008.11.036 [15] Stafiej A, Pyrzynska K. Solid phase extraction of metal ions using carbon nanotubes. Microchemical Journal. 2008; 89(1):29-33. doi: 10.1016/j.microc.2007.11.001 [16] Kandah MI, Meunier JL. Removal of nickel ions from water by multi-walled carbon nanotubes. Journal of Hazardous Materials. 2007; 146(1):283-88. doi: 10.1016/j.jhazmat.2006.12.019 [17] Li Y, Zhao Y, Hu W, Ahmad I, Zhu Y, Peng X, et al. Carbon nanotubes-the promising adsorbent in wastewater treatment. Journal of Physics. 2007; 61(1):698-704. [18] Barati Rashvanloo R, Rezaee A, Hosseini H, Tashyi ee HR. [The possibility of ammonium nitrogen removal from wastewater through the process of modified integrated fixed film activated sludge (IFAS) with multiwall carbon nanotubes (Persian)]. Journal of Sabzevar University of Medical Sciences. 2014; 21(4):693-701. [19] Iravani E, Dehghani MH, Mahvi AH, Rastkari N. Removal of Bisphenol A from Aqueous solutions using Single walled carbon nanotubes: Investigation of adsorption isotherms. Iranian Journal of Environmental Health Science & Engineering. 2013; 6(2):257-64. [20] Samadi MT, Kashitarash Esfahani Z, Ahangari F, Ahmadi SH, Jafari J. [Nickel Removal from Aqueous Environments Using Carbon Nanotubes (Persian)]. Water and Wastewater. 2013; 86(2):38-42. [21] Sui Q, Huang J, Liu Y, Chang X, Ji G, Deng S, et al. Rapid removal of bisphenol A on highly ordered mesoporous carbon. Journal of Environmental Sciences. 2011; 23(2):177-82. doi: 10.1016/s1001-0742(10)60391-9 [22] Zhou Y, Lu P, Lu J. Application of natural biosorbent and modified peat for bisphenol a removal from aqueous solutions. Carbohydrate Polymers. 2012; 88(2):502-08. doi: 10.1016/j.carbpol.2011.12.034 [23] Weber WJ. Physicochemical processes for water quality control. New York: Wiley Interscience; 1972. [24] Volesky B. Biosorption process simulation tools. Hydrometallurgy. 2003; 71(1):179-90. doi: 10.1016/s0304-386x(03)00155-5 [25] Nandi B, Goswami A, Purkait M. Adsorption characteristics of brilliant green dye on kaolin. Journal of Hazardous Materials. 2009; 161(1):387-95. doi: 10.1016/j.jhazmat.2008.03.110 [26] Behnamfard A, Salarirad MM. Equilibrium and kinetic studies on free cyanide adsorption from aqueous solution by activated carbon. Journal of Hazardous Materials. 2009; 170(1):127-33. doi: 10.1016/j.jhazmat.2009.04.124 [27] Stafiej A, Pyrzynska K. Adsorption of heavy metal ions with carbon nanotubes. Separation and Purification Technology. 2007; 58(1):49-52. doi: 10.1016/j.seppur.2007.07.008 [28] Zazouli MA, Veisi F. [Modeling bisphenol A removal from aqueous solution by activated Carbon and Eggshell (Persian)]. Journal of Mazandaran University of Medical Sciences. 2013; 23(2):129-38. [29] Joseph L, Heo J, Park YG, Flora JR, Yoon Y. Adsorption of bisphenol A and 17α-ethinyl estradiol on single walled carbon nanotubes from seawater and brackish water. Desalination. 2011; 281:68-74. doi: 10.1016/j.desal.2011.07.044 [30] Shahryari Z, Goharrizi AS, Azadi M. Experimental study of methylene blue adsorption from aqueous solutions onto carbon 413

مرداد و شهریور. 1395 دوره. 23 شماره 3 nano tubes. International Journal of Water Resources and Environmental Engineering. 2010; 2:16-28. [31] Shokohi R, Jafari S, Siboni M, Gamar N, Saidi S. [Removal of acid blue 113 (AB113) dye from aqueous solution by adsorption onto activated red mud: a kinetic and equilibrium study (Persian)]. Scientific Journal of Kurdistan University of Medical Sciences. 2011; 16(2):55-65. [32] Maleki A, Mahvi H. Application of agricultural waste products for removal of phenol in aqueous systems. Hormozgan Medical Journal. 2007; 10(4):193-99. [33] Kuo CY. Comparison with as-grown and microwave modified carbon nanotubes to removal aqueous bisphenol A. Desalination. 2009; 249(3):976 82. doi: 10.1016/j.desal.2009.06.058 [34] Kashitarash Z, Samadi MT, Alavi M, Manuchehrpoor N, Bakhani M. [Efficiency of Carbon nanotubes in municipal solid waste landfill (Persian)]. Water and Wastewater. 2012; 2(82):66-71. [35] Dehghani MH, Alimohammadi M, Mahvi AH, Rastkari N, Mostofi M, Gholami M. [Performance of multiwall carbon nanotubes for removal of phenol (Persian)]. Iranian Journal of Health and Environment. 2014; 6(4):491-502. 414

مرداد و شهریور. 1395 دوره. 23 شماره 3 415