حذف رنگ های کاتیونی از نمونه های آبی با پلیمر صمغ عربی مغناطیسی

بیش از 75 درصد از سطح زمین با آب پوشیده شده است، اما تنها سه درصد آن آب شیرین است و از این مقدار یک درصد برای استفاده مردم در دسترس می باشد. اخیرا توجه زیادی به حذف رنگ ها از پساب جهت کنترل آلودگی آب معطوف شده است. جذب سطحی به دلیل امکان پذیری اقتصادی و گزینش پذیری عالی، یکی از محبوب ترین تکنیک ها برای تصفیه رنگ های آلی است. به همین دلیل ساخت جاذب های سبز با کارایی بالا امروزه بسیار مورد توجه قرار گرفته است.

در این کار پژوهشی از صمغ عربی بعنوان یک پلیمر طبیعی برای تهیه جاذب استفاده شده است. به منظور افزایش مساحت سطح و استحکام این جاذب طبیعی و همچنین کاهش حلالیت آن در آب و یا بعبارتی نامحلول سازی آن در آب، اسید سیتربک بعنوان اتصال دهنده عرضی مورد استفاده قرار گرفته است. علاوه بر این، پلیمر سنتز شده با نانوذرات آهن مغناطیسی شد تا بازیابی آن از محیط را با اعمال میدان مغناطیسی آسان کند. در نهایت جاذب تهیه شده برای حذف رنگ های کاتیونی کریستال ویولت، مالاشیت سبز و متیلن آبی از نمونه های آبی مورد استفاده قرار گرفت.

نتایج و بحث:

 در این مطالعه، اثر پارامترهای مختلف از جمله، pH محلول، مدت زمان تماس جاذب با محلول رنگ، مقدار جاذب و دمای محلول رنگی نیز بر راندمان حذف مورد بررسی قرار گرفتند. با توجه به نتایج حاصل، ظرفیت جذب جاذب (CL-GA / Fe3O4) با افزایش غلظت رنگ ها افزایش پیدا کرد و به ترتیب به سطوح ماکزیمم خود یعنی 80/209، 12/205 و 12/177 میلی گرم در گرم جاذب برای متیلن آبی، کریستال ویولت و مالاشیت سبز رسید. همچنین، راندمان حذف برای این رنگ ها با افزایش pH محلول نمونه افزایش یافت و به 43/99 درصد برای متیلن آبی، 13/97 درصد برای مالاشیت سبز و 62/96 درصد برای کریستال ویولت در pH معادل شش رسید. علاوه بر این، با افزایش دمای جذب، راندمان حذف رنگ ها افزایش یافت. لازم به ذکر است که در این تحقیق، پس از 20 دقیقه، هر دو رنگ متیلن آبی و مالاشیت سبز به حداکثر میزان حذف خود رسیدند. در مقابل، کریستال ویولت به حداکثر میزان حذف خود در یک بازه زمانی 15 دقیقه ای رسید. در این بررسی مشاهده گردید که مدل لانگمویر در مقایسه با مدل فروندلیچ، تناسب قابل توجهی نسبت به داده های جذب نشان می دهد. همچنین در این مطالعه مشخص گردید که داده های سینتیکی جذب بدست آمده با مدل شبه مرتبه دوم مطابقت دارد.

در این تحقیق، از جاذب پلیمری صمغ عربی مغناطیسی (CL-GA / Fe3O4) بعنوان یک نانو جاذب نوین برای حذف رنگ های کاتیونی استفاده شد. در این مسیر، از روش های متنوعی ازجمله FT-IR، FESEM، EDX و VSM برای مشخصه یابی جاذب (CL-GA / Fe3O4) استفاده شد. این جاذب با راندمان بسیار بالایی رنگ های مورد نظر را حذف کرد. اتصال عرضی صمغ عربی با اسید استیک نه تنها باعث کاهش حلالیت صمغ در نمونه های آبی شد بلکه با ایجاد گروه های کربوکسیل امکان حضور بارهای منفی در سطح جاذب را فراهم کرد و بدین طریق با ایجاد برهمکنش های الکتروستاتیک نقش مهمی را در فرایند جذب ایفا کرد.