دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی عمران امیرکبیر 2588-297X 50 5 2018 12 22 Competitive Removal of Cationic Pollutants Using GO and GO-NH2 Nano-adsorbents and Efficiency Comparison of Single and Binary Component Systems حذف رقابتی آلاینده های کاتیونی با استفاده از نانوجاذب های GO و GO-NH2 و مقایسه کارایی سیستم تک جزئی و دو جزئی 919 928 2699 10.22060/ceej.2017.12804.5276 FA افسانه شهبازی پژوهشکده علوم محیطی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران زینب سلحشور پژوهشکده علوم محیطی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران Journal Article 2017 04 24 Many industrial wastewater containing various cationic pollutants including heavy metals and organic dyes with non-degradable structures that are considered as a serious threat to public health and the environment. In this study, nano-absorbers including graphene oxide (GO) and graphene oxide modified with 3-aminopropyltriethoxysilane (GO-NH2) was successfully synthesized and characterized by Scanning Electron Microscope (SEM), X-Ray Diffraction (XRD) and Fourier Transform Infrared (FTIR) analysis. GO and GO-NH2 were applied to remove Pb2+ and Cd2+ metal ions, and methylene blue (MB) cationic dye from aqueous solution in single and binary component systems (Pb2+-Cd2+, Pb2+-MB, Cd2+-MB). In the single component system, the maximum absorption of 99%, 72.5% and 49.5% was obtained for MB, Cd2+ and Pb2+, respectively, by using GO. In the case of GO-NH2, maximum absorption of 90%, 73% and 35% was obtained for Pb2+, Cd2+ and MB, respectively, in single-component system. In the presence of MB dye, removal percentage of Pb2+ and Cd2+ showed a reduction of 10% compared to the single component system (Rq <1) by using GO. By using GO-NH2, in the metal-dye binary systems, the removal percentage of Pb2+ and Cd2+ showed a reduction of 15% and around zero, respectively, to the single component system. The adsorption rate of MB onto GO and Pb2+ onto GO-NH2 were in good agreement with pseudo-second order model (R2=99; k2=0.0002g mg-1 min-1, R2=95; k2=0.001g mg-1 min-1 respectively). بسیاری از پساب‌های صنعتی حاوی آلایندههای کاتیونی متنوعی از جمله فلزات سنگین و رنگهای آلی با ساختارهای تجریه‌ناپذیر هستند که تهدید جدی برای سلامت عمومی و محیط زیست به‌شمار می‌روند. در مطالعه حاضر نانوجاذب‌های اکسید گرافن (GO ) و اکسید گرافن اصلاح شده با -3آمینو پروپیل تری اتوکسی سیلان ( GO-NH2 ) به منظور حذف یون‌های فلزی سرب + ،)Pb2کادمیوم (+ )Cd2و رنگ کاتیونی متیلن بلو (MB ) در محلول‌های آبی در سیستم ناپیوسته تک جزئی و دوجزئی (Pb2+-Cd2+، Cd2+-MB ،Pb2+-MB ) سنتز گردید. ساختار کریستالی و شیمی سطح نانوجاذب‌ها با استفاده از آنالیزهای پراش اشعه ایکس ( ،)XDRطیف سنج مادون قرمز (FTIR ) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM ) شناسایی گردید. در سیستم تک جزئی، بیشترین درصد جذب با استفاده از جاذب GOبرای 99 MBدرصد، 72/5 Cd+2درصد و 49/5 Pb+2 درصد به دست آمد. نتایج جذب سیستم تک جزئی با ،GONH2انتخاب پذیری + Cd2+>MB<Pb2با درصد جذب %73 ،%90 و %35را نشان داد. در سیستم جذب دوجزئی با ،GOدرصد جذب کادمیوم و سرب در مجاورت متیلن بلو نسبت به سیستم تکجزئی حدودا کاهش 10درصدی یافته است (Rq<1.) بر اساس محاسبه نسبت ظرفیت جذب (Rq,Cd2+=1) نشان می‌دهد که ظرفیت جذب + Cd2در حضور MBبا استفاده از GO-NH2تغییری نکرد. درحالی که درصد جذب + Pb2در سیستم جذب Pb2+-MBبر روی ، GO-NH2کاهش قابل توجهی داشته است (%15.) نتایج حاصل از سینتیک جذب MBبا استفاده از GOو + Pb2بر روی GO-NH2در سیستم تک جزئی نشان داد که سینتیک جذب نسبتا سریع و از نوع شبه درجه دوم بود.

https://ceej.aut.ac.ir/article_2699_0415740eaa4d9decbc8da001d3fd805f.pdf