بررسی کارایی نانو رس اصلاح شده با سورفکتانت کاتیونی در حذف 4-کلروفنل از محیط های آبی

کلروفنل ها به طور معمول در فاضلاب بسیاری از صنایع وجود دارند و ترکیباتی مقاوم در محیط زیست محسوب می شوند. هدف از این مطالعه بررسی کارایی نانو رس سدیم مونت موریلونیت اصلاح شده با سورفکتانت کاتیونی تترا دسیل تری متیل آمونیوم بروماید در حذف 4-کلروفنل از محیط های آبی بود.
این مطالعه در مقیاس آزمایشگاهی و در سیستم جذب ناپیوسته انجام شد. تاثیر پارامتر های مختلف نظیر؛ اصلاح در شرایط با pH مختلف، pH اولیه محلول، میزان بارگذاری سورفکتانت، دوز جاذب، غلظت اولیه 4-کلروفنل، و زمان تماس بررسی گردید. ساختار نانو رس خام و اصلاح شده با طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز (FTIR) و طیف سنج پراش اشعه ایکس (XRD) بررسی شد. داده های حاصل از آزمایشات جذب، با مدل ایزوترم لانگمیر و فروندلیچ و سینتیک جذب درجه یک کاذب و درجه دو کاذب بررسی شد.
نتایج نشان داد با افزایش pH محلول از 3 به 11 حذف 4-کلروفنل افزایش داشت به طوری که بیشترین جذب 4-کلروفنل در pH اولیه محلول برابر 11 و برای نانو رس اصلاح شده در شرایط اسیدی با pH برابر 5/ 4 بود، در این شرایط و بعد از 120 دقیقه کارایی حذف 4-کلروفنل برابر 5/94 درصد به دست آمد. کارایی حذف 4-کلروفنل با افزایش میزان بارگذاری سورفکتانت از 25/ 0 تا 2 برابر میزان ظرفیت تبادل کاتیون نانو رس کارایی حذف را از 25/ 69 درصد به 5/ 94 درصد افزایش داد و با افزایش این پارامتر از 3 به 4، کارایی حذف 4-کلروفنل کاهش یافت. با افزایش غلظت 4-کلروفنل و دوز جاذب کارایی حذف 4-کلروفنل به ترتیب کاهش و افزایش یافت. جذب 4-کلروفنل بر نانو رس اصلاح شده با مدل لانگمیر و سینتیک درجه دو کاذب مطابقت داشت. ظرفیت جذب حداکثری (qm) برابر 77/ 25 mg/g به دست آمد. آنالیز طیف FTIR نشان داد اصلاح به دلیل ایجاد باند های جدید در جایگاه 2919، 2851 و cm-11469 موفقیت آمیز بوده است. طیف XRD نشان داد فاصله بین لایه ای رس بعد از اصلاح از 17 به Ao 24 افزایش داشت.
اصلاح نانو رس با سورفکتانت کاتیونی تترا دسیل تری متیل آمونیوم بروماید با تغییر خاصیت جاذب از آب دوست به آب گریز سبب افزاش کارایی جاذب در جذب 4-کلروفنل از محیط های آبی شد.