Abstract
The montmorillonite/CoFe2O4 composite as a novel adsorbent with the magnetic separation performance was prepared by a facile, one-step low-temperature refluxing route. The structure, morphology and magnetic properties of the synthesized composite were characterized by powder X-ray diffractometer (XRD), scanning electron microscope (SEM) and vibrating sample magnetometer (VSM). Adsorption characteristics of the composite were examined by using methylene blue (MB) as an adsorbate. The effects of solution pH, dye concentration, contact time and temperature on the MB adsorption onto the composite were investigated. The results showed that the adsorption isotherm data were fitted well to the Langmuir isotherm. Adsorption kinetics of MB onto the composite followed the pseudo-second-order kinetic model. The thermodynamic parameters, such as ΔG0, ΔH0 and ΔS0, were also determined and evaluated. Moreover, the composite adsorbent had high magnetic sensitivity under an external magnetic field, which allowed its magnetic separation from water avoiding the secondary pollution
چکیده
ترکیب مونتموریلونیت /CoFe2O4 به عنوان یک جاذب جدید با عملکرد جداسازی مغناطیسی توسط یک روش آسان و یک مرحله ای در دمای پایین رفلاکس تهیه شده است. ساختار، مورفولوژی و خواص مغناطیسی ترکیبات ساخته شده توسط پراش پودر اشعه ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و مغناطیس سنج ارتعاشی نمونه (VSM) شناسایی شد. ویژگی های جذب سطحی ترکیب با استفاده از متیلن آبی (MB) به عنوان جاذب مورد بررسی قرار گرفت. اثرات pH محلول، غلظت رنگ، زمان تماس و دما بر جذب MB بر روی ترکیب مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که داده های ایزوترم جذب به خوبی به ایزوترم لانگمویر برازش داده شده است. جذب MB بر روی ترکیب از مدل سینتیک شبه مرتبه دوم پیروی میکند. پارامترهای ترمودینامیکی، مانند ΔG0، ΔH0 و ΔS0، نیز تعیین و مورد بررسی قرار گرفت. علاوه براین، ترکیب جاذب حساسیت مغناطیسی بالا تحت یک میدان مغناطیسی خارجی دارد، که اجازه جداسازی مغناطیسی آن از آب را میدهد که از آلودگی ثانویه ممانعت میکند.
1- مقدمه
رنگ به طور گسترده در نساجی، چاپ، رنگرزی، تولید مواد رنگی و مواد غذایی گیاهان استفاده میشود، که منابع اصلی آلودگی محیط زیست میباشند [1]. در نتیجه، نیاز قابل توجهی برای تصفیه فاضلاب های رنگی قبل از تخلیه آنها به آب وجود دارد. فرآیندهای مختلف تصفیه از جمله جداسازی فیزیکی، اکسیداسیون شیمیایی و تخریب بیولوژیکی به منظور حذف رنگ از فاضلاب به طور گسترده مورد بررسی قرار گرفت. اگر چه روش های مختلفی برای برداشتن رنگ وجود دارد، تصفیه فاضلاب با استفاده از روش های سنتی دشوار است، چرا که بسیاری از رنگ های مصنوعی به تخریب نور، تخریب زیستی و عوامل اکسید کننده، و غیره پایدار هستند [2]. با این حال، تصور می شود که جذب سطحی، کارآمد ترین فرایند برای تصفیه فاضلاب است، چرا که دارای هزینه کم و سهولت بهره برداری و همچنین بهره وری بیشتر میباشد [3].
حذف رنگ از فاضلاب به عنوان یک کاربرد مهم از فرایند جذب با استفاده از جاذب مناسب میباشد. انواع مواد جاذب سطحی مانند کربن فعال، زئولیت، خاکستر بادی، کیتوزان و محصولات جانبی پردازش آب گزارش شده است [4-8]. کربن فعال یک گزینه جذاب برای حذف موثر آلاینده های آلی مختلف از آب با توجه به سطح بالا و ساختار متخلخل آنها میباشد، با این حال، در عمل استفاده از آنها در یک مقیاس بزرگ توسط مشکلات فرآیند مهندسی محدود شده است. از این نقطه نظر، بسیاری از جاذب های کم هزینه غیر متعارف برای حذف رنگ، مانند مونتموریلونیت (MMT) کانی های رسی که اغلب در حذف رنگدانه های آلی و رنگ [9-11] استفاده می شود، به دلیل سطح ویژه بالای آنها و ظرفیت تبادل کاتیونی توسعه یافته اند…