dŒ Æ^Ë{•Y, µÁYà •Z¼‹lÀaÁ dˆÌ]ÕÁ{ ¹ÔËYÊ°‹‚a ¹Â¸Ÿ ÃZ´Œ¿Y...

12
م جله علم ی پژوهشینشگاه دا علوم پزشک ی ا یم اول، اردیبهشت دوره بیست و پنج شماره69 18 ي نانولولهرايرسي كا بر های كربني چند جداره اكسيد شده با مخلوطH2SO4/HNO3 جهت حذف4 - روفنل كل ازول محل های آبيدملكوتيانحم م 1 ي زاده مهد ، حكيمه2 1 ) گاه علوم پزشکیت محیط، دانشت مهندسی بهداش مرکز تحقیقا کرمان ، کرمان, ایران2 ) بهداشت،انشکدهاشت محیط، د بهد گروهگاه علوم پزشکی دانش کرمانن، ایران ، کرما دریافت: تاریخ51 / 6 / 49 یخ پذیرش: تار59 / 4 / 49 وا ژ ه های كليدی: نانولوله كربني، هاي جذب سطحي، 4 - روفنل، كل ايزوترم ج ذ بویسنده مسئول: * نگاه علوم پزشكیت محيط، دانشت مهندسی بهداش مرکز تحقيقا کرمان ، کرمان، ایران[email protected] Email: Copyright © 2017 Journal of Ilam University of Medical Science. This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution international 4.0 International License (https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/) which permits copy and redistribute the material, in any medium or format, provided the original work is properly cited. چكيده مقدمه: 4 - روفنل ماده كل اي خورنده است. سمي وزده را جزين ما امريكاط زيست افاظت محي سازمان ح و آينزده هزاي دارايلويت او گ زارش نموده است.يرايرسي كزايق با هدف بر اين تحق نانولولزهنزد كربنزي د هزاي جزدارهزده بزا مطلزو د اكسزيدH 2 SO 4 /HNO 3 جهت حذف4 - روفنل كلول از محل آبي هاينجام ا گ ردي د.اد و روش مو ها: ق حاضر يك تحقي مطالعه تجربي استول سال كه درنيمه ا8131 ادزت مهندسزي بهد تحقيقزامز مركز در محيط دانشنجامن اي كرما گاه علوم پزدكيد. گرد نانولوله ابتدا كربني هايند د جداره با مطلوH 2 SO 4 /HNO 3 زد د اكسزيد س پ س فاكتورهاي موثر بر حذف4 - روفنل كل داملظت اوليه غل4 - ر جاذب وس، مقداان تماروفنل، زم كلpH ارسي قررد بر مور گرفت. آزمايش ها درولذف با محلينه ح درايط به واقعيب صنعت زغال فاضي دويه بود نيزد تعيين د كه كيفيت آن آزمايشد د . تجزيه ويل تحل داده ها توسطم افزار نرSPSS-16 و آ زمون آ ماري پنجام يرسون ايد گرد. يافته ها ی پژوهش: 1 / 38 % دمان حذف ران4 - ينه دامل درايط بهوفنل در كلر7 : pH ، زمان تماس:81 ر جزاذيقه، مقدا دق ب:1 / 1 گرمظت اوليه وغل4 - روفنل: كل81 گرم بر ليترلي ميد. حاصل درسي برم معاد سينت كه فراينزدن داديزوترم، نشا يك و ا جذبجه دوم و ايزوترم از سينتيك در فروندلي چبعيت ت نمايد مي. بحث و نتيجه گ يری: ن انولوله كربني هايند دده با د جداره اكسيد مطلوH 2 SO 4 /HNO 3 براي حذف مناسبي جاذب4 - ول از محلروفنل كلدمان رانست بادر اده و قا آبي بو هاي71 % ين ما ا حذف نمايدب واقعيز فاض ده را ا مي توانزد بزهبراين ، بناوان يك عن جاذ ببيه آب و فاض موثر براي تصف به ايناي آلوده ه آه بكار رود.يند Downloaded from sjimu.medilam.ac.ir at 3:22 IRDT on Monday March 30th 2020 [ DOI: 10.29252/sjimu.25.1.80 ]

Transcript of dŒ Æ^Ë{•Y, µÁYà •Z¼‹lÀaÁ dˆÌ]ÕÁ{ ¹ÔËYÊ°‹‚a ¹Â¸Ÿ ÃZ´Œ¿Y...

Page 1: dŒ Æ^Ë{•Y, µÁYà •Z¼‹lÀaÁ dˆÌ]ÕÁ{ ¹ÔËYÊ°‹‚a ¹Â¸Ÿ ÃZ´Œ¿Y ...sjimu.medilam.ac.ir/article-1-2975-en.pdfdŒ Æ^Ë{•Y, µÁYà •Z¼‹lÀaÁ dˆÌ]ÕÁ{

69دوره بیست و پنج شماره اول، اردیبهشت المیای پزشک علوم دانشگاه پژوهشی یعلم جلهم

18

جهت H2SO4/HNO3مخلوط با جداره اكسيد شده های كربني چندبررسي كارايي نانولوله

های آبيمحلول از كلروفنل-4حذف

2، حكيمه مهدي زاده 1محمدملكوتيان

ایران ,، کرمانکرمان مرکز تحقیقات مهندسی بهداشت محیط، دانشگاه علوم پزشکی( 1

، کرمان، ایرانکرمان دانشگاه علوم پزشکی گروه بهداشت محیط، دانشکده بهداشت،( 2

59/4/49تاریخ پذیرش: 51/6/49تاریخ دریافت:

بذج ايزوترمكلروفنل، -4 ،سطحي جذبهاي كربني، نانولوله: كليدیهای هژوا

ایران ،، کرمانکرمان مرکز تحقيقات مهندسی بهداشت محيط، دانشگاه علوم پزشكی * نویسنده مسئول:

[email protected] Email:

Copyright © 2017 Journal of Ilam University of Medical Science. This is an open-access article distributed

under the terms of the Creative Commons Attribution international 4.0 International License

(https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/) which permits copy and redistribute the material, in any medium or

format, provided the original work is properly cited.

چكيده

داراي هزاي الينزده آ وسازمان حفاظت محيط زيست امريكا اين ماده را جزز سمي و خورنده است. ايكلروفنل ماده-4 :مقدمه

اكسزيد دزده بزا مطلزو جزداره هزاي كربنزي دنزد نانولولزه اين تحقيق با هدف بررسي كزارايي زارش نموده است.گ اولويتH2SO4/HNO3 د.رديگانجام هاي آبي از محلول كلروفنل-4جهت حذف

در مركزز تحقيقزام مهندسزي بهدادزت 8131 كه درنيمه اول سالاست تجربي مطالعهتحقيق حاضر يك :هامواد و روش

اكسزيد دزد H2SO4/HNO3با مطلو جداره دندهاي كربني ابتدا نانولوله گرديد. گاه علوم پزدكي كرمان انجاممحيط دانش

مورد بررسي قرار pH كلروفنل، زمان تماس، مقدار جاذب و-4غلظت اوليه داملكلروفنل -4بر حذف موثر فاكتورهاي سپسآزمايش كه كيفيت آن تعيين دده بود نيز دوييفاضالب صنعت زغال واقعي درايط بهينه حذف با محلولها در آزمايش. گرفت . گرديديرسون انجام پماري آ زمونآ و SPSS-16 نرم افزارتوسط هاداده تحليل . تجزيه ودد

ب: دقيقه، مقدار جزاذ 81 تماس: ، زمانpH: 7كلروفنل در درايط بهينه دامل -4راندمان حذف %1/38 :ی پژوهشهايافته

يك و ايزوترم، نشان داد كه فراينزد سينتمعادالم بررسي حاصل دد. ميلي گرم بر ليتر 81كلروفنل: -4وغلظت اوليه گرم 1/1 . مي نمايدتبعيت چفروندلياز سينتيك درجه دوم و ايزوترم جذب

-4جاذب مناسبي براي حذف H2SO4/HNO3 مطلو جداره اكسيد دده با دندهاي كربني انولولهن :يریگبحث و نتيجه

، بنابراين مي توانزد بزه ده را از فاضالب واقعي حذف نمايداين ما %71هاي آبي بوده و قادر است با راندمان كلروفنل از محلول الينده بكار رود.آهاي آلوده به اين موثر براي تصفيه آب و فاضالب بجاذعنوان يك

Dow

nloa

ded

from

sjim

u.m

edila

m.a

c.ir

at 3

:22

IRD

T o

n M

onda

y M

arch

30t

h 20

20

[ D

OI:

10.2

9252

/sjim

u.25

.1.8

0 ]

Page 2: dŒ Æ^Ë{•Y, µÁYà •Z¼‹lÀaÁ dˆÌ]ÕÁ{ ¹ÔËYÊ°‹‚a ¹Â¸Ÿ ÃZ´Œ¿Y ...sjimu.medilam.ac.ir/article-1-2975-en.pdfdŒ Æ^Ë{•Y, µÁYà •Z¼‹lÀaÁ dˆÌ]ÕÁ{

69دوره بیست و پنج شماره اول، اردیبهشت المیای پزشک علوم دانشگاه پژوهشی یعلم جلهم

مقدمه

زيزه مشتقام آن محصوالم طبيعي حاصل از تج فنل و تركيبزام فنلزي در .(8)بادزند حيوانزام مزي گياهان وصززناين نظيززر: ري ازبسززيا هززاي مطتلزز ازغلظززت

پترودززيمي، توليززد زغززال، السززتيك سززازي، كاغززذ، ها، آهن، فوالد، آلومينيوم، دزرم و پالستيك، پااليشگاه

وارد محزيط زيسزت ...هاي فنلي وهمچنين توليد رزينتقريبا تمامي تركيبام فنلي سمي بزوه .(1-2)مي گردند

نهزا بزه اثبزام رسزيده آو ماهيت سرطان زايي برخي از ايي ذاين تركيبام با ورود به زنجيزره غز همچنين است.

مزي سزالمتي بهدادزتي و انسان سبب بروز مشكالم

C6 H5 O Cl كلروفنل با فرمول ديميايي-4 .(8) دوند

هززايي اسززت كززه در آن كلززر يكززي از انززوار كلروفنززلدر حلقه بنزني فنزل دزده 4جايگزين هيدروژن دماره

گزوارش وارد است. اين ماده از طريق پوست، تزنفس و دود و به عنوان يك مزاده دزيميايي سزمي و بدن مي

ي، خورنده سبب تحريك و سوزش دشم ، پوسزت، بينز دزود. تمزاس افزايش سرفه و مشزكالم تنفسزي مزي

طوالني مدم با اين ماده سبب سزردرد، خسزتگي، بزي قراري، اثر بر كبد و كليه، ضع عضزالني، تهزور و در

سزازمان حفاظزت . (6) دزود مزر مزي نهايت اغمزا و آالينده هاي ورا جز تركيبام فنليمحيط زيست امريكا

ميلزي 8و اسزتاندارد معرفي نموده اسزت داراي اولويتجهت تطليه به منزابن رم بر ليتر را براي اين تركيبامگ. بنابراين فاضالب هاي آلزوده (1)است تعيين كرده بيآ

به تركيبام فنلي بايد قبل از تطليه بزه منزابن پذيرنزده تصفيه گردند.

و (1 ،6) اكسيداسزيون دزيميايي ،(7) تصفيه بيولوژيكيمهمترين رودهاي حزذف (1) هاي الكتروديمياييروش

فنل و تركيبام فنلزي از فاضزالب هسزتند. مشزكالتي توليزد محصزوالم نظير هزينه بزاال، رانزدمان پزايين و

جانبي سمي و خطرناک فاكتورهاي محدود كننده بزراي كززاربرد .(2 ،8) كززاربرد بعضززي از ايززن رودززها هسززتند

نعت آب و درص ي موجودهانانوفناوري در تصفيه آاليندهفاضالب با توجه به سهولت كزاربرد و اقتصزادي بزودن

ي در مقايسه با رودهاي فيزيكوديميايي و بيولوژيك ،آندر اوايزل .(88-3)است ي دادتهبيشتر توسعه متداولكشز Iijimaوسزط ت هاي كربنزي ولهنانول 8331سال

هاي تك كه دامل نانولوله هاي كربنيانولولهن. (82) ددبه دليزل دارا بادند جداره مي هاي دندجداره و نانولوله

مكانيكي منحصر بودن خصوصيام حرارتي، الكتريكي و. (81 ،81 ،3)اند فرددان بسيار مورد توجه قرار گرفتهه ب

تميزز اين مواد با دوام و در برابر گرما مقزاوم هسزتند و استفاده مجدد از آنها ساده است. سزط مقطزن ن وكرد

-اي ايزن نانولولزه ال و ساختار اليهفرج با وسين، خلل و

آن را به جاذبي مزوثر بزراي حزذف انزوار ،هاي كربني هزاي كزاتيوني و خطرناک همچزون ناخالصزي تركيبام

. (81 ،81) معدني تبديل نموده است آنيوني، آلي و ديميايي حدهد كه اصال تحقيقام انجام دده نشان مي

يززا H2SO4/HNO3مطلززو هززاي كربنززي بززا نانولولززهHNO3 عزاملي هزاي وهرگز غلظزت منجر به افززايش

دزود. هزا مزي ولزه در سط نانولكربونيل و كربوكسيل H2SO4/HNO3هاي كربني با مطلزو اصالح نانولوله

عاملي را نسبت به هايوهرگمي تواند تراكم باالتري از HNO3 (86-84) دتنهايي ايجاد نمايبه. نزانو نشان داد كزه در دين يو و همكاران ل همطالعنتايج اكسيد دده با اسيد نيتريزك هاي كربني دند جداره لوله

نزام گرمنپو اكسيد دزده بزا تركيزب اسزيد نيتريزك و تانسزيل پ ،هاي كربني خامدر مقايسه با نانولوله ،تاسيمپ

بي دارنزد آهاي از محلول جهت حذف كادميومباالتري نشزان داد در دزين و همكاران گدنمطالعه نتايج .(3)

هزاي كربنزي نانو لولههاي عاملي در سط وهرگغلظت هزاي خزام بزه ت به نانولولهاسيدي دده نسب دند جداره

در نتيجزه ميززان ه وميزان قابل توجهي افززايش يافتز نيزز نفتزول( ،نفتيالمين ،ب تركيبام اروماتيك) فنلذج

بذرافشان تحقيق انجام دده توسط .(87) افزايش يافت-نشان داد كه اكسيد كردن نانولوله و همكاران در ايران

4و2توانزد هاي كربني تك ديواره با اسيد نيتريك مزي 31را با راندمان بزاالي دي كلروفنوكسي استيك اسيد

نزين چ. هم(81)ف نمايزد ذبي حز آهاي درصد از محلوليزرن سزرطان زا پآبنزوحذف انجام دده جهت تحقيقامزاي گحذف رن ،(83)در ايران ذاكري و همكاران توسط توسزط قبزادي و همكزاران در ايزران 16بزي آمستقيم

حزذف و (21) مبارک در مالزي حذف مس توسط ،(81)ا (28) سززرب توسززط ملكوتيززان و همكززاران در ايززران

Dow

nloa

ded

from

sjim

u.m

edila

m.a

c.ir

at 3

:22

IRD

T o

n M

onda

y M

arch

30t

h 20

20

[ D

OI:

10.2

9252

/sjim

u.25

.1.8

0 ]

Page 3: dŒ Æ^Ë{•Y, µÁYà •Z¼‹lÀaÁ dˆÌ]ÕÁ{ ¹ÔËYÊ°‹‚a ¹Â¸Ÿ ÃZ´Œ¿Y ...sjimu.medilam.ac.ir/article-1-2975-en.pdfdŒ Æ^Ë{•Y, µÁYà •Z¼‹lÀaÁ dˆÌ]ÕÁ{

69دوره بیست و پنج شماره اول، اردیبهشت المیای پزشک علوم دانشگاه پژوهشی یعلم جلهم

11

ميز آفقيت مو اصالح دده هاي كربنياستفاده از نانولوله بوده است.

هاي نانو لولهباالي تانسيل پمطالعام فوق نشان دهنده مزي آبزي نزابن از م ي مطتل هااليندهآ ذفدر حكربني

ذف مزي تزوان بزراي حز هزا از اين لولزه بادند. بنابراين هاي لوده دده توسط فعاليتآ آبياز منابن تركيبام فنلي ،ايزن تحقيزق رو هزدف از از اين. نمودصنعتي استفاده بزي آهزاي از محلزول كلروفنل-4حذف تعيين راندمان

هاي كربني دند جزداره اكسزيد دزده بزا نانو لوله توسط هايي نظيزر ارامترپو تعيين اثر H2SO4/HNO3مطلو

pH غلظزت و هاي كربنزي نانولوله، زمان تماس ، مقدار .بودب ذبر فرايند جكلروفنل -4اوليه

هاروشمواد و در مقيززاس تجربززي مطالعززهضززر يززك تحقيززق حا

در مركز 8131كه در نيمه اول سال است اهيگزمايشآگاه علززوم تحقيقزام مهندسزي بهدادززت محزيط، دانشز

.دد پزدكي كرمان انجاممزورد اسزتفاده در ايزن هاي كربني دند جزداره نانولوله

خريزداري دزد. پژوهشگاه صنعت نفت ايرانتحقيق از m ويزژه: سزط دارايهزا اين نانولوله

2/g 271، :طزول

µm 81، :قطرnm 11-81مورفولوژي نانولولزه ند. بود-

هززاي كربنززي بززا اسززتفاده از روش عكززس بززرداري Scanning Electronميكروسكوپ الكتروني روبشي )

Microscope ميكروسزززكوپ الكترونزززي عبزززوري ( و(Transmission Electron Microscope) دكلدر

.نشان داده دده است 8 1/33با خلوص مطالعهاين كلروفنل مورداستفاده در-4

همززه . خريززداري دززد دززركت مززرک آلمززان ازدرصززد بزا آب مطالعهاين مورداستفاده در هاي سنتتيكمحلول

محلزول توسزط محلزول pHدوبار تقطير تهيه دزدند. 8/1و هيدروكسزيد سزديم نرمزال 8/1اسيدسولفوريك

حلزول از و جهت پطزش جزاذب در م تنظيم ددنرمال استفاده دد. RPM 211 ديكر با سرعت ثابت

ها ابتدا اسيد نيتريك و اسيد جهت اكسيد نمودن نانولولهبزا هزم مطلزو 8بزه 1سولفوريك غليظ را به نسبت

ميلي گزرم 811. ميلي ليتر رسانديم 1نموده و به حجم مزاي به محلول اضافه دد. مطلزو در د نانولوله كربني

ساعت بدون هزم زدن 1اد به مدم درجه سانتي گر 71

دزد. نمونزه در جودزانده توسط دستگاه تقطير برگشتي ميلي ليتزر 211و قطره قطره به هدماي اتاق خنك دد

آب مقطر اضافه دد. مواد جامزد اسزيدي دزده توسزط فرآينزد سززانتريفوژ جززدا دززدند و مجززددا بززا آب مقطززر

ددند. عمل سانتريفوژ و دستشو تا رسيدن بزه شودستpH 811در دمزاي كزوره خنثي ادامه يافت. نمونزه در

و تحزت عنزوان نانولولزه درجه سانتي گراد خشك دزد . (84) كربني اكسيد دده نام گذاري دد

نانولوله ها ه هاي عاملي بر روي سط روگجهت تعيين Fourier transform) سنجي مزادون قرمزز طي از

infrared spectroscopy [FT-IR: 6300, Japan]) استفاده دد.

به منظور بررسي اثر و كزارايي هريزك از فاكتورهزاي

pH61، 41، 21، 81، زمان تماس: 81، 7، 1، 1 برابر با ،گزرم بزر 1/1، 2/1، 8/1، 11/1ار جاذب )دقيقه، مقد 11، 11، 11، 81كلروفنزل: -4ميلي ليتر( غلظت اوليزه 811وردن مقادير بهينه هر آدست ه و ب ميلي گرم بر ليتر 11مزوثر در مقزادير فزاكتور آزمايش ها با تغيير هزر ،متغير

در مقزدار فاكتورهزا متفاوم و با ثابت نگه دادتن سزاير راي افززايش ضزريب اطمينزان و بهينه انجام گرديد. بز

بار تكرار صورم گرفت. 2صحت و دقت آزمايش ها بعد از انجزام فراينزد جزذب، حجزم معينزي از محلزول -4بردادته و فزورا سزانتريفوژ دزد. غلظزت باقيمانزده

نزانومتر 211كلروفنل محلزول در طزول مزوج بيشزينه -توسززط دسززتگاه اسززپكتروفتومتر دو پرتززويي مر ززي

انززدازه shimadzu1800( مززدل (UV/Vis فززرابنفشگيري دد. سپس كيفيت نمونه واقعي فاضالب صزنعت

كلروفنل در -4زغال دويي تعيين گرديد و ميزان حذف درايط بهينه آزمايش دد. -4بيززان كننززده مقززدار (: ظرفيززت تعززادلي جززذب )

هزاي كربنزي اكسزيد كلروفنل جذب دده روي نانولولزه بادد كزه هاي سنتتيك و واقعي مي دده براي محلول .(22 ،81) محاسبه دد 8با استفاده از فرمول

(8) m

vccq t

e

)( 0

( در mg/Lمحلزول ) كلروفنزل در -4غلظت و time= 0 وt ،v ( حجم محلزولLو ) m جزرم جزاذب

بادند. ( ميgها )خشك دده اضافه دده به بطري

Dow

nloa

ded

from

sjim

u.m

edila

m.a

c.ir

at 3

:22

IRD

T o

n M

onda

y M

arch

30t

h 20

20

[ D

OI:

10.2

9252

/sjim

u.25

.1.8

0 ]

Page 4: dŒ Æ^Ë{•Y, µÁYà •Z¼‹lÀaÁ dˆÌ]ÕÁ{ ¹ÔËYÊ°‹‚a ¹Â¸Ÿ ÃZ´Œ¿Y ...sjimu.medilam.ac.ir/article-1-2975-en.pdfdŒ Æ^Ë{•Y, µÁYà •Z¼‹lÀaÁ dˆÌ]ÕÁ{

و همکاران محمدملکوتیان... مخلوط با جداره اكسید شده های كربنی چندبررسی كارایی نانولوله

14

هزاي سزنتتيك و كلروفنل در محلزول -4راندمان حذف .(22 ،81) محاسبه دد 2واقعي با استفاده از فرمول

100)(

0

0

c

ccR t (2)

هززاي منززدرج در كتززاب آزمايشززام بززر اسززاس روش انجام دزد ب و فاضالب ويرايش بيستم آهاي استاندارد

هاي جذب محاسبه و درجه واكنش . سپس ايزوترم(21)تعيين گرديد. تجزيه و تحليل نتايج بزا اسزتفاده از نزرم

و آزمون آمزاري همبسزتگي پيرسزون SPSS-16افزار انجام دد.

از نمونه ، (SEM)روبشي تصوير ميكروسكوپ الكتروني cو TEM)) صوير ميكروسكوپ الكتروني عبوریت b ,a:1 كلش

های كربني چند جدارهنانولوله

وهشپژی هايافته

ه ای ع املي موج ود در س روهگ تعيين

هانانولوله

دده ند جداره اصالحدنانوله هاي كربني FTIRطي cmدودهمحزز در اصززالح نشززدهو

مززورد 4111-111 1-نشزان داده دزده 2 دزكل رفت نتايج در گمطالعه قرار

است.

H2SO4/HNO3 (b)و اكسيد شده با مخلوط (a)جداره قبل از اصالح چندهای كربني نانولوله FTIR: طيف 2شكل

Dow

nloa

ded

from

sjim

u.m

edila

m.a

c.ir

at 3

:22

IRD

T o

n M

onda

y M

arch

30t

h 20

20

[ D

OI:

10.2

9252

/sjim

u.25

.1.8

0 ]

Page 5: dŒ Æ^Ë{•Y, µÁYà •Z¼‹lÀaÁ dˆÌ]ÕÁ{ ¹ÔËYÊ°‹‚a ¹Â¸Ÿ ÃZ´Œ¿Y ...sjimu.medilam.ac.ir/article-1-2975-en.pdfdŒ Æ^Ë{•Y, µÁYà •Z¼‹lÀaÁ dˆÌ]ÕÁ{

69دوره بیست و پنج شماره اول، اردیبهشت المیای پزشک علوم دانشگاه پژوهشی یعلم جلهم

11

كلروفنل-4اوليه غلظتتاثير هزاي نانولولزه توسطكلروفنل -4راندمان حذف تغييرام كلروفنزل -4هاي متفزاوم غلظت بني اكسيد دده دركر

mg/L)11-81)، 7pH: گزرم در 1/1مقزدار جزاذب و نشان داده دده است. 1 دكل

(g3/0، 7 :pH كلروفنل در راندمان حذف )جاذب: -4: تاثيرغلظت اوليه 3 شكل

هاي كربنزي بزا افززايش غلظزت مقدار ثابت نانولوله درميلزي 11ميلي گرم بر ليتر بزه 81كلروفنل از -4اوليه

% 73% بزه 1/38گرم بر ليتر ميززان رانزدمان حزذف از 11دقيقه تا 81كاهش يافت. با افزايش زمان تماس از

دقيقه در راندمان حذف تغيير دشمگيري ايجزاد نشزد و 81كلروفنزل: -4مقداري كاهش يافت. غلظزت بهينزه ميلي گرم بر ليتر در نظر گرفته دد.

ن د ج داره های كربن ي چ نانولولهار تاثير مقد

اكسيد شدههزاي غلظت كلروفنل در برابر-4تغييرام راندمان حذف

1/1-11/1هزاي كربنزي اكسزيد دزده ) متفاوم نانولوله :7pH ميلي ليتر( با افزايش زمان تماس در811گرم بر

4 دزكل ميلي گرم بر ليتر در 81كلروفنل: -4، غلظت نشان داده دده است.

( :mg/L 11، 7pH كلروفنل:-4كلروفنل )-4راندمان حذف بر رویهای كربني ر نانولولهيداتاثير مق :4 شكل

گزرم بزازده 1/1به گرم 11/1با افزايش مقدار جاذب از % افززايش يافزت. 1/38% به 2/11كلروفنل از -4حذف

دقيقزه در 11دقيقزه تزا 81با افزايش زمزان تمزاس از

ير دشمگيري ايجزاد نشزد و مقزداري راندمان حذف تغيگزرم و زمزان 1/1كاهش يافت. بنابراين مقدار جزاذب

دقيقه به عنوان بهينه انتطاب دد. 81تماس

Dow

nloa

ded

from

sjim

u.m

edila

m.a

c.ir

at 3

:22

IRD

T o

n M

onda

y M

arch

30t

h 20

20

[ D

OI:

10.2

9252

/sjim

u.25

.1.8

0 ]

Page 6: dŒ Æ^Ë{•Y, µÁYà •Z¼‹lÀaÁ dˆÌ]ÕÁ{ ¹ÔËYÊ°‹‚a ¹Â¸Ÿ ÃZ´Œ¿Y ...sjimu.medilam.ac.ir/article-1-2975-en.pdfdŒ Æ^Ë{•Y, µÁYà •Z¼‹lÀaÁ dˆÌ]ÕÁ{

و همکاران محمدملکوتیان... مخلوط با جداره اكسید شده های كربنی چندبررسی كارایی نانولوله

16

pHتاثير زمزان كلروفنزل بزا افززايش -4تغييرام راندمان حذف

، گرم 1/1مقدار جاذب ، :81،7،1،1pH مقاديردر تماس

1 دزكل درميلي گرم بزر ليتزر 81كلروفنل -4غلظت نشان داده دده است.

(mg/L 11 كلروفنل:-g3/0، 4 كلروفنل )جاذب:-4اوليه در راندمان حذف pH : تاثير1 شكل

-4در رانزدمان حزذف 7بزه 1 محلزول از pHفزايش ا

هاي كربني اكسيد دده نوسزانام كلروفنل روي نانولوله 7بزاالي pHدر د. كمي دادت و تقريبا ثابت باقي مانز

به عنزوان pH : 7. بنابراين اندمان حذف كاهش يافتر بهينه انتطاب دد.مقدار

هاتاثير تداخل آاليندهناليز كيفيت فاضالب صزنعت زغزال آنتايج 8در جدول

كلروفنل در درايط بهينه ذكر -4دويي و راندمان حذف دده است.

كلروفنل در شرايط بهينه-4يزان حذف نتايج آناليز كيفيت نمونه فاضالب صنعت زغال شويي و م :1جدول

آناليز نتايج

7/1 pH

238 COD (mg/L) 21 BOD5 (mg/L)

2131 T. D. S (mg/L) 816 T. S.S (mg/L) 6 PO4

-3 (mg/L) 312 SO4

-2 (mg/L) ((µS/cmهدايت الكتريكي 1141 ((N. T. Uم كدور 11 *از فاضالب كلروفنل-4ميزان حذف 71%

g1/1 : بذدقيقه، مقدار جا 81، زمان تماس: pH: 7 درايط بهينهاز فاضالب در كلروفنل-4ذف ميزان ح *

فرايند جذب سينتيكايزوترم و آمده است. 2و النگموير در جدول ضرايب ثابت و ضرايب همبستگي ايزوترم هاي جذب فروندليچ

Dow

nloa

ded

from

sjim

u.m

edila

m.a

c.ir

at 3

:22

IRD

T o

n M

onda

y M

arch

30t

h 20

20

[ D

OI:

10.2

9252

/sjim

u.25

.1.8

0 ]

Page 7: dŒ Æ^Ë{•Y, µÁYà •Z¼‹lÀaÁ dˆÌ]ÕÁ{ ¹ÔËYÊ°‹‚a ¹Â¸Ÿ ÃZ´Œ¿Y ...sjimu.medilam.ac.ir/article-1-2975-en.pdfdŒ Æ^Ë{•Y, µÁYà •Z¼‹lÀaÁ dˆÌ]ÕÁ{

69دوره بیست و پنج شماره اول، اردیبهشت المیای پزشک علوم دانشگاه پژوهشی یعلم جلهم

17

(gr3/0 جاذب: ،min10 زمان: ،pH: 7) فروندليچ و ميزان پارامترهای ايزوترم النگموير :2جدول

ايزوترم فروندليج ايزوترم النگموير

)1

(mg

K L

)(g

mgqm 1R

2R n

1

)

1)((

mgg

mgK f

2R

1331/1 16/12 418/1 1314/1 1112/1 11/1 3131/1 218/1

867/1

888/1

فرايند جذب از ايزوترم فروندليچ تبعيت نمود.

هزاي كلروفنل توسزط نانولولزه -4نتيك فرايند حذف يسكربني دند جداره اكسيد دده نيزز مزورد بررسزي قزرار

ظرفيزت (eq)نتيك درجزه يزك يگرفت. در بررسي سز

ضزريب (2R)و mg/g1183/8 تعادلي جذب برابر بزا ثابت سرعت برابر بزا (1K) و 322/1همبستگي برابر با

min 2نتيك درجه يحاصل دد. در بررسي س 1111/1 1-(eq) ظرفيت تعزادلي جزذب برابزر بزا mg/g118/4 و

(2R) و 3333/1ضريب همبسزتگي برابزر بزا)( 2K حاصزل 1141/1 (g/mg.min)ثابت سزرعت برابزر بزا

نتيك درجزه يطبق نتايج بدست آمده فراينزد از سز دد. دوم تبعيت نمود.

و نتيجه گيری بحثونزي ميكروسزكوپ الكتر نتايج حاصل از بررسي تصاوير

روبشززي ميكروسززكوپ الكترونززيو TEM)) عبززوري(SEM) 8در دزكل هاي كربني دند جزداره از نانولوله

. مزي دهزد ساختار ردته اي اين نانو لولزه هزا را نشزان طي نتايج ،دود مشاهده مي 2 دكلطور كه در هماننزد جزداره يزك داز نانولوله هاي كربنزي FTIRهاي cm يك در محدودهپ

دهزد كزه مزي مي نشان 8413 1-يك در محدوده پبادد و C=Cتواند مربو به باندهاي

cmدر C=Oتوانزد مربزو بزه بانزدهاي مزي 18623-

cmيزك در محزدوده پها بادد. لهلوسط نانوو 12324-

است كه مي O-H و C-Hتعيين كننده باندهاي 1441روه هزاي هيدروكسزيل و كربوكسزيل گتواند مربو به روه كربوكسزيل گروه ها مطصوصا گ بادد. تشكيل اين

را بهبزود مي تواند خاصيت هيدروفيليك سط نانولولزه ،81 ،84 ،3) ب ارتقزا يابزد ذبطشد در نتيجه ظرفيت جز

و همكزاران يكناسز پوي در مطالعه اي كه توسزط .(24جهزت بررسزي خصوصزيام در اياالم متحزده (2188)

نزد جزداره دهزاي كربنزي سطحي و ساختاري نانولولزه مقدار اكسيداسيون سطحي اندازه ،انجام دددده اكسيد

XPS (X-ray photoelectronيزري دزده توسزط گ

spectroscopy) ند جزداره دهاي كربني براي نانولولههزاي اصزالح درصد و بزراي نانولولزه 3/1اصالح نشده

حاصزل درصزد H2SO4/HNO3 2/81مطلو با دده -روهگز ،هانين با اسيدي نمودن سط نانولولهچدد. هم

.(84) هاي عاملي كربونيل و كربوكسيل افزايش يافزت در (2113)و همكزاران در مطالعه اي كه توسط بساهل

-ولهجهت اكسيداسيون ديميايي نانول سعوديعربستان

اكسزيدكننده متفزاوم و هاي كربني با كزاربرد عوامزل رفت نتزايج نشزان داد گنها صورم آبررسي خصوصيام

فنول و الكتون ،هاي عاملي كربوكسيلروهگكه غلظت مطلزو بزا هزاي كربنزي در اصالح دزيميايي نانولولزه

H2SO4/HNO3 هزاي اصزالح نشزده نسبت به نانولوله .(81) افزايش يافت

كلروفنل در -4نتايج حاصل از بررسي تاثير غلظت اوليه -4بززا افززايش غلظززت اوليززه نشززان داد كزه 1 دزكل

ميلي گرم بر ليتر رانزدمان حزذف 11به 81كلروفنل از تعزداد ،كه با افزايش غلظزت كاهش يافت. به دليل اين

كلروفنزل -4هاي فعال قابل دسترس براي جذب مكانراندمان حزذف ،زمان تماسدود. با افزايش محدود مي

كاهش يافت زيرا جاذب به سرعت ادبار دد و با ادامزه فرايند تاثيري در راندمان حذف مشاهده نشد و مقزداري

ضزريب همبسزتگي ،ناليز آماريآ واجذب اتفاق افتاد. در-4پيرسززون اخززتالف معنززي داري بززين غلظززت اوليززه

.(<11/1P-value) نشان ندادراندمان حذف كلروفنل ونتايج مطالعه قبادي و همكاران در ايران بر روي حزذف

هاي كربني دنزد توسط نانولوله 16رنگزاي مستقيم آبي و مقدار C˚ 21دماي ،:pH 1/6در جداره نشان داد كه

Dow

nloa

ded

from

sjim

u.m

edila

m.a

c.ir

at 3

:22

IRD

T o

n M

onda

y M

arch

30t

h 20

20

[ D

OI:

10.2

9252

/sjim

u.25

.1.8

0 ]

Page 8: dŒ Æ^Ë{•Y, µÁYà •Z¼‹lÀaÁ dˆÌ]ÕÁ{ ¹ÔËYÊ°‹‚a ¹Â¸Ÿ ÃZ´Œ¿Y ...sjimu.medilam.ac.ir/article-1-2975-en.pdfdŒ Æ^Ë{•Y, µÁYà •Z¼‹lÀaÁ dˆÌ]ÕÁ{

و همکاران محمدملکوتیان... مخلوط با جداره اكسید شده های كربنی چندبررسی كارایی نانولوله

11

تا 21با افزايش غلظت ماده رنگزا از گرم 11/1بجاذ

mg/L11 هاي به علت افزايش نيروي دافعه بين مولكول .(81) % كاهش يافزت 3% به 31ان حذف از اندمر رنگزا

قبزادي و مطالعزه بزا نتزايج نيزز حاضزر نتايج تحقيزق همطواني دارد. همكاران در ،نشزان داده دزده اسزت 4 دزكل طور كه در همان

بزا ،هاي كربنزي اكسزيد دزده قدار نانولولهبررسي اثر مبزازده گزرم 1/1گزرم بزه 11/1 افزايش مقدار جاذب از

كلروفنل افزايش يافت .اين افزايش بزه خزاطر -4حذف افزايش سط جاذب و ميزان دسترسي بيشتر به مكزان

،. بزر اسزاس آنزاليز آمزاري (21) بادزد هاي جذب مزي اختالف معنزي نشان داد كه ضريب همبستگي پيرسون

داري بين غلظت نانولوله كربني اسيدي دده با راندمان (.<11/1P-valueكلروفنل وجود ندادت )-4حذف

عودي سز در عربستان و همكاران تايج تحقيقام كوسانهاي كربنزي بر روي حذف فلزام سنگين توسط نانولوله

hydroxyquinoline-8اصزالح دزده بزا دند جزداره ساعت و غلظت 2زمان تماس ،pH: 1در نشان داد كه از با افزايش مقدار جاذب ميلي گرم بر ليتر 8يون فلزي

،سرب ن حذف فلزام سنگينراندماگرم 21/1به 11/1. (26) افزايش يافتدرصد 11تا 11تقريبا مس و روي

نتايج تحقيقام قبزادي و همكزاران در ايزران بزر روي هزاي هتوسزط نانولولز 16حذف رنگزاي مسزتقيم آبزي -بري نانولولهگميزان رن كربني دند جداره نشان داد كه

هاي اصالح دزده هاي كربني خام در مقايسه با نانولوله C˚ 21دماي ،:pH 1/6در به عالوه ،بسيار كمتر استبزا افززايش ميلي گرم بزر ليتزر 21زا گو غلظت اوليه رنميلزي 211ميلي گرم در 11/1به 18/1 مقدار جاذب از

بزه علزت % 11% بزه 3راندمان حذف ماده رنگزا از ليتر -و ميزان دسترسي بيشتر به مكان جاذبافزايش سط

. نتززايج تحقيقززام (81) افزززايش يافززت جززذبهززاي دي كلروفنوكسي 4و2بذرافشان در ايران بر روي حذف

هزاي بي با كزاربرد نانولولزه آهاي استيك اسيد از محيط ،:pH 1در نشان داد كه اسيدي دده كربني تك جداره

8111 الينزده آو غلظزت اوليزه دقيقزه 61 زمان تماسبزه 1/2با افزايش غلظزت جزاذب از گرم بر ليتر كرومي% بززه 6/38رانززدمان حززذف آالينززده از ميلززي گززرم 81

ا دده بز كرذ عامطال. نتايج م(81) افزايش يافت 7/34% نتايج اين تحقيق همطواني دارد.

pH محلول يكي از مهمتزرين پارامترهزايي اسزت كزه pHدهد. در حقيقت فرايند جذب را تحت تاثير قرار مي

هاي جفت كننده محلول هم ديمي محلول و هم مكان pH. تغييزر در (22) دهزد سطحي جاذب را تغييزر مزي

هاي جذب دونده ميمنجر به تغيير در پروفايل بار گونههزاي جزذب دزونده و دود كه متعاقبا تعامل بين گونزه . (22) دهد جاذب را تحت تاثير قرار مي

بزر روي كزارايي فراينزد محلزول pHدر بررسي تزاثير دنزد جزداره هاي كربني توسط نانولهكلروفنل -4حذف

نشزان داد كزه 1 دزكل نتزايج حاصزل در ،اكسيد دده-4 فذرانزدمان حز در 7بزه 1محلزول از pHافزايش

تزاثيري كربني اكسيد دزده هاي كلروفنل روي نانولولهكلروفنل كاهش يافت. -4جذب pH: 81در اما .ندادت

هاي فعزال بزا ذرام جاذب داراي مكانبه اين علت كه Hهاي يون ،بار منفي هستند

رون محيط اسيدي مي د +توانند اين ذرام منفي را خنثي نماينزد بنزابراين دزانس

هاي كلروفنل را افزايش دهند. محيط-4هاي جذب يونOHباال منجر به غلظت باالي pHبا

در محزيط مزي -كلروفنزل -4هزاي كه مزي تواننزد از پطزش يزون دود

ممانعت نمايند و بنزابراين دزانس جذبشزان را كزاهش ضزريب همبسزتگي ،. بر اساس آناليز آمزاري (27) دهند

محلول و راندمان pHپيرسون اختالف معني داري بين (. <11/1P-value) نشان ندادكلروفنل -4حذف

بزر روي همكزاران در ايزران نتايج تحقيقام قليزاده وكلروفنزل توسزط كزربن فعزال -4كلروفنزل و -2حذف

زمزان كزه در گرانوله و خاكستر سبوس برنج نشان دادبزر ليتزر و گزرم ميلي 11غلظت اوليه ،دقيقه 61تعادل رانزدمان حزذف ميلي ليتزر 41بر گرم 4/1 جاذبمقدار

ثابززت بززاقي مانززد و در :pH 2-3ايززن دو آالينززده در 88pH: و مززه ح. نتزايج تحقيقزام (2) كاهش يافزت

بزر روي حزذف فنزل سزعودي در عربسزتان همكاراندر هاي كربني و كربن فعال نشان داد كه توسط نانولولهبزا گزرم 11/1ب ذسزاعت و مقزدار جزا 2زمان تمزاس

راندمان حذف افززايش و 7به 1محلول از pHافزايش كزر ذ طالعزام . نتزايج م (27) كاهش يافت :7pH-3در

دده با نتايج اين تحقيق همطواني دارد.

Dow

nloa

ded

from

sjim

u.m

edila

m.a

c.ir

at 3

:22

IRD

T o

n M

onda

y M

arch

30t

h 20

20

[ D

OI:

10.2

9252

/sjim

u.25

.1.8

0 ]

Page 9: dŒ Æ^Ë{•Y, µÁYà •Z¼‹lÀaÁ dˆÌ]ÕÁ{ ¹ÔËYÊ°‹‚a ¹Â¸Ÿ ÃZ´Œ¿Y ...sjimu.medilam.ac.ir/article-1-2975-en.pdfdŒ Æ^Ë{•Y, µÁYà •Z¼‹lÀaÁ dˆÌ]ÕÁ{

69دوره بیست و پنج شماره اول، اردیبهشت المیای پزشک علوم دانشگاه پژوهشی یعلم جلهم

13

هززاي موجززود در نمونززه واقعززي تززاثير تززداخل آالينززده 8طزور كزه در جزدول همزان فاضالب نيز بررسي دد.

تركيبزاتي ماننزد مزواد آلزي حضزور دزود مشاهده مزي هزاي هاي سولفام، آنيونمحلول، مواد آلي معلق، آنيون

بزام دزيميايي محلزول موجزود در ديگر تركي فسفام وكلروفنل جهت جذب -4هاي فاضالب واقعي با مولكول

هزايي هاي كربني رقابت نمودنزد. مولكزول روي نانولولهكه كودكتر هستند و تمايل بيشتري به تشزكيل پيونزد

هزاي هاي هيدروكسيل موجود در سط نانولولزه با گروهانولولزه هاي فعال سط نكربني اكسيد دده دارند مكان

. حضزور ايزن تركيبزام (21 ،88) را ادغال مزي نماينزد كلروفنزل از -4گر باعث دد كه رانزدمان حزذف مداخله% در محلزول واقعزي 71% در محلول سنتتيك به 1/38

فاضالب برسد.

جذب سينتيك م العات ايزوترم وه مطالعام ايزوترم دگونگي تعامل يك ماده جذب دوند

. (81) دهند توضي مي با جاذب راتئوري النگموير: بر مبناي اين فرض استوار اسزت كزه

هاي همگن خزاص در داخزل جذب در يك سري مكان .(22 ،81) جاذب اتفاق مي افتد

: با فرض يك سط ناهمگن با توزيزن چايزوترم فروندليدست مزي ه نايكنواختي از گرماي جذب بر روي سط ب

دهد كه نشان مي 2در جدول ارا ه ددهنتايج . (81) آيدنمايززد پيززروي مزي چفرونزدلي فراينزد جزذب از ايزوتززرم

(3131 /1=.) ه بز سينتيكهاي مدل ،به منظور بررسي مكانيسم جذب

ديميايي مزي -يك فرايند فيزيكيجذب روند. كار ميدزونده از فزاز جزذب بادد كه دامل انتقال جزرم مزاده

مززي بادززد ايززن واكززنش و ذباجززبززه سززط محلززول دونده توسزط جذب هاي نين رفتار انتقالي مولكولچهم

متفاوتي تجزيه و تحليزل نتيكييهاي سمدلاستفاده از از جمله 2و درجه 8نتيكي درجه يهاي سمدلمي دود. . (22 ،81) بادند هاي واكنش جذب ميمدل كه بر مبناي ظرفيت جاذب مي 8درجه سينتيكمعادله

كه جذب سطحي توسط نفوذ از بادد زماني كاربرد دارد

2درجزه سينتيكداخل يك مرز اتفاق مي افتد. معادله دهد كه كه بر مبناي جذب فاز جامد مي بادد نشان مي

جززذب دززيميايي مرحلززه كنززد كننززده سززرعت اسززت و . (21 ،22) فرايندهاي جذب سطحي را كنترل مي نمايد

هاي درجه دوم با سرعتي متناسب بزا تزوان دوم واكنش 2يش مزي رونزد. در سزينتيك درجزه پز يك ماده اوليه دود كه دو واكنش اتفاق مزي افتزد يكزي از فرض ميي افتد و به تعادل مي رسد ها سرين اتفاق ماين واكنش

و مزي توانزد بزراي ري به كندي اتفاق مي افتزد گو دي. در ايزن (23 ،81)هاي زماني طوالني ادامزه يابزد دوره

جزذب زياد است و فرايند جذبمطالعه نيز سرعت اوليه و دقيقه ابتدايي با سرعت زيادي اتفاق مزي افتزد 81در

ب بزا ذدقيقزه فراينزد جز 81دت مدم زمزان گذبعد از سرعت كمتري ادامه مي يابد.

دهد نشان مي 2در جدول ددهارا ه يب همبستگي اضر نمايد. پيروي مي 2درجه سينتيك كه فرايند جذب از

ف ذتانسيل بااليي جهزت حز پهاي كربني داراي نانولولهتركيبزام ،لزي آمزواد ،ينگتركيباتي نظيزر فلززام سزن

نتايج ايزن و... مي بادند. روماتيك آتركيبام ،سرطان زادنزد نزي هزاي كرب نانولولزه تحقيق نشان مي دهد كزه

مزي H2SO4/HNO3جداره اكسزيد دزده بزا مطلزو بزا سزمي را كلروفنل-4دقيقه 81در مدم زمان توانند بنزابراين ،دنز % از فاضالب واقعي حذف نماي71راندمان

ب و آهززاي كربنززي در صززنعت مززي تززوان از نانولولززه در هاي سمي و خطرنزاک اليندهآف ذح جهتفاضالب

. در اين فرايند بيشزترين مدم زمان كوتاه استفاده نمودميلي 811رم بر گ 1/1و غلظت pH: 7در حذفميزان كربني رخ داد.هاي براي نانولولهليتر

سپاسگزاریمركز تحقيقزام پژوهش حاصل طرح تحقيقاتي مصوب

مهندسي بهدادت محيط دانشگاه علوم پزدكي كرمزان مزي بادزد كزه در ايزن مركزز و بزا 261/31به دماره آوري اين دانشگاه انجزام ونت تحقيقام و فنحمايت معا

هاي آنان كزه همواركننزده يافته، بدينوسيله از مساعدم انجام اين پژوهش بوده است سپاسگزاري مي نمايم.

Dow

nloa

ded

from

sjim

u.m

edila

m.a

c.ir

at 3

:22

IRD

T o

n M

onda

y M

arch

30t

h 20

20

[ D

OI:

10.2

9252

/sjim

u.25

.1.8

0 ]

Page 10: dŒ Æ^Ë{•Y, µÁYà •Z¼‹lÀaÁ dˆÌ]ÕÁ{ ¹ÔËYÊ°‹‚a ¹Â¸Ÿ ÃZ´Œ¿Y ...sjimu.medilam.ac.ir/article-1-2975-en.pdfdŒ Æ^Ë{•Y, µÁYà •Z¼‹lÀaÁ dˆÌ]ÕÁ{

و همکاران محمدملکوتیان... مخلوط با جداره اكسید شده های كربنی چندبررسی كارایی نانولوله

31

References 1.Bazrafshan E, Mostafapour FK,

Heidarinezhad F. [Phenol removal from

aqueous solutions using Pistachio hull ash

as a low cost adsorbent]. J Sabzevar Uni

Med Sci 2012;20:142-53. (Persian)

2.Gholizadeh A, Kermani M, Gholami M,

Farzadkia M. [Comparative Investigation of

2-Chlorophenol and 4-

Chrorophenol�Removal using granulated

activated carbon and rice husk ash]. J

Shaeed Sadoughi Uni Med Sci Yazd.

1391;11:66-78. (Persian)

3.Hui W, JianLong W. Comparative study

on electrochemical degradation of 4-

chlorophenol by different Pd/C gas

diffusion electrodes. Sci China Ser

Chem2007;50:692-9.

4.Qi L, You H, Zhang Z, Feng C, Agtmaal

Sv. Degradation of 4-Chlorophenol by

Catalytic Ozonation using γ-Al2O3/TiO2

Supported managanese oxides in aqueous

solution. Int J Electrochem Sci2013;8:5457-

68.

5.Rahimi A, Naserian A, Valizadeh R,

Tahmasbi A, Shahdadi A. [The impact of

using pistachio crust and poly ethilgylachol

on consumption and digestion of food

blood parameters production and fatty acid

profiles in Sanan lactating goats]. Iranian J

Anim Sci Res 2014;6:227-38. (Persian)

6.Sidmohammadi A, Asgari G, Ebrahimi A,

Sharifi Z, Attar HM. [4-Chlorophenol

oxidation combined with the application of

advanced oxidation technology and the

modified microwave in chemical and

petrochemical wastewater industry]. J

Health Syst Res 1389;6:390-6. (Persian)

7.Huang L, Sun Y, Liu Y, Wang N.

Mineralization of 4-chlorophenol and

analysis of bacterial community in

microbial fuel cells. Proced Environ

Sci2013;18:534 – 9.

8.Bodalo A, Gomez JL, Gomez E, Bastida

J, Maximo MF. Elimination of 4-

chlorophenol from water solutions using

commercial peroxidases. Chem Biochem

Eng2007;21:279-84.

9.Luo C, Wei R, Guo D, Zhang S, Yan S.

Adsorption behavior of MnO2

functionalized multi-walled carbon

nanotubes for the removal of cadmium from

aqueous solutions. Chem Eng J

2013;225:406-15.

10.Upadhyayula VKK, Deng S, Mitchell

MC, Smith GB. Application of carbon

nanotube technology for removal of

contaminants in drinking water a review. J

Sci Total Environ 2009;408:1-13.

11.Yu JG, Zhao XH, Yang H, Chen XH,

Yang Q, Yu LY, et al. Aqueous adsorption

and removal of organic contaminants by

carbon nanotubes. J Sci Total

Environ2014;482:241-51.

12.Iijima S. Helical microtubules of

graphitic carbon. Nature1991;354:56-8.

13.Ghobadi J, Arami M, Bahrami H.

[Modification of multi walled carbon

nanotubes and its application for removal of

Direct Blue 86]. J Color Scie

Technol2013;7:103-12. (Persian)

14.Wepasnick KA, Smith BA, Schrote KE,

Wilson HK, Diegelmann SR, Fairbrother

DH. Surface and structural characterization

of multi walled carbon nanotubes following

different oxidative treatments.

Carbon2011;49:24-3 6.

15.Basahel SN, Thabaiti SAA, Obaid AY,

Mokhtar M, Salam MA. Chemical

modification of multi-walled carbon

nanotubes using different oxidising agents

optimisation and characterisation. Int J

Nanopart 2009;2:221-9.

16.Chen J, Chen Q, Ma Q. Influence of

surface functionalization via chemical

oxidation on the properties of carbon

nanotubes. J Colloid Interf Sci2012;370:32-

8.

17.Sheng GD, Shao DD, Ren XM, Wang

XQ, Li JX, Chen YX, et al. Kinetics and

thermodynamics of adsorption of ionizable

aromatic compounds from aqueous

solutions by as prepared and oxidized

multiwalled carbon nanotubes. J Hazard

Mater2010;178:505-16.

18.Bazrafshan E, Mostafapour FK, Faridi

H, Farzadkia M, Sargazi S, Sohrabi A.

Removal of 2, 4-dichlorophenoxyacetic

acid (2, 4-d) from aqueous environments

using single walled carbon nanotubes. J

Health Scope2013;1:39-46.

19.Zakeri M, Sany Hm. Carbon nanotubes

play a role in the adsorption some of

carcinogenic compounds. 4th Int Con

Nanostruc 2012; Kish Island Iran.

20.Mubarak NM, Daniel S, Khalid M.

Comparative study of functionalize and

Dow

nloa

ded

from

sjim

u.m

edila

m.a

c.ir

at 3

:22

IRD

T o

n M

onda

y M

arch

30t

h 20

20

[ D

OI:

10.2

9252

/sjim

u.25

.1.8

0 ]

Page 11: dŒ Æ^Ë{•Y, µÁYà •Z¼‹lÀaÁ dˆÌ]ÕÁ{ ¹ÔËYÊ°‹‚a ¹Â¸Ÿ ÃZ´Œ¿Y ...sjimu.medilam.ac.ir/article-1-2975-en.pdfdŒ Æ^Ë{•Y, µÁYà •Z¼‹lÀaÁ dˆÌ]ÕÁ{

69دوره بیست و پنج شماره اول، اردیبهشت المیای پزشک علوم دانشگاه پژوهشی یعلم جلهم

38

non-functionalized carbon nanotube for

removal of copper from polluted water. J

Chem Environ Eng2012;3:314-7. 21.Malakootian M, Ehrampoush M,

Alibeigi A. [The study of oxidized multi

walled carbon nanotubes efficiency in lead

removing from aqueous solutions]. Toloo-

E-Behdasht2015;14:115-24. (Persian)

22.Li K, Zheng Z, Feng J, Zhang J, Luo X,

Zhao G, et al. Adsorption of p-nitroaniline

from aqueous solutions onto activated

carbon fiber prepared from cotton stalk. J

Hazard Mater2009;166:180-5.

23. Albertson OE. Of changes in the

biochemical oxygen demand procedure in

the 21st edition of standard methods for the

examination of water and wastewater.

Water Environ Res2007;79:453-5.

24.Scheibe B, Borowiakpalen E, Kalenczuk

RJ. Oxidation and reduction of multiwalled

carbon nanotubes preparation and

characterization. Mater

Character2010;61:185-91.

25.Li K, Li Y, Zheng Z. Kinetics and

mechanism studies of p-nitroaniline

adsorption on activated carbon fibers

prepared from cotton stalk by NH4H2PO4

activation and subsequent gasification with

steam. J Hazard Mater2010;178:553-9.

26.Kosaa SA, Alzhrania G, AbdelSalama

M. Removal of heavy metals from aqueous

solutions by multi walled carbon nanotubes

modified with 8-hydroxyquinoline. Chem

Eng J 2012; 181:159-68.

27.Hamza HA, Atieh MA, Laoui T.

Removal PF Phenol by carbon nanotubes

and activated carbon a comparative

analysis. Sixteenth Int Water Technol Con

2012; Istanbul Turkey.

28.Elshahat MF, Shehata AMA. Extraction

of p-Nitroaniline from Aqueous Solutions

onto Activated Carbon Prepared from

Treated Camphor Wood. J Emerg Technol

Adv Eng. 2014;4(1):423-30.

29. Al-Kaim AF, Baqir SJ. Kinetic

study for adsorption of para nitroaniline

(PNA) on Bentonite clay surface. Nation J

Chem. 2008;32:625-36.

Dow

nloa

ded

from

sjim

u.m

edila

m.a

c.ir

at 3

:22

IRD

T o

n M

onda

y M

arch

30t

h 20

20

[ D

OI:

10.2

9252

/sjim

u.25

.1.8

0 ]

Page 12: dŒ Æ^Ë{•Y, µÁYà •Z¼‹lÀaÁ dˆÌ]ÕÁ{ ¹ÔËYÊ°‹‚a ¹Â¸Ÿ ÃZ´Œ¿Y ...sjimu.medilam.ac.ir/article-1-2975-en.pdfdŒ Æ^Ë{•Y, µÁYà •Z¼‹lÀaÁ dˆÌ]ÕÁ{

و همکاران محمدملکوتیان... مخلوط با جداره اكسید شده های كربنی چندبررسی كارایی نانولوله

32

Performance Evaluation of Multi-walled Carbon Nanotubes Oxidized

with a Mixture of H2SO4/HNO3 in Removal of 4-chlorophenol from

Aqueous Solutions

Malakootian M 1*, Mahdizadeh H2

(Received: September 6, 2015 Accepted: December 5, 2015)

Abstract

Introduction: 4-chlorophenol is a toxic

and corrosive matter which the

Environmental Protection Agency of

America (EPA) has reported as one of

the priority pollutants. This study is

carried out to investigate the efficiency

of multi-walled carbon nanotubes

oxidized with a mixture of

H2SO4/HNO3 in removal of 4-

chlorophenol from aqueous solutions.

Materials & methods: This research was

an experimental study which was

conducted in the first half of 1393 in

environmental health engineering

research center, Kerman University of

medical sciences. Firstly, multi-walled

carbon nanotubes were oxidized with a

mixture of H2SO4/ HNO3 then effective

parameters on phenol removal from

aqueous solutions such as the initial

concentration of 4-chlorophenol,

contact time, amount of adsorbent and

pH were studied. Actual wastewater of

coal-cleaning with predetermined

quality was also studied. SPSS-16

software and Pearson correlation were

used for data analysis.

Findings: Removal efficiency of 4-

chlorophenol in optimum conditions

including pH= 7, contact time= 10

minutes, amount of adsorbent= 0.3 g,

the initial concentration of adsorbent=

15 mg/L, was 91.8 percent. Study of the

kinetic and isotherm equations showed

that the process of adsorption followed

the second order kinetic and Freundlich

isotherm.

Discussion & conclusions: Multi-walled

carbon nanotubes oxidized with a

mixture of H2SO4/HNO3 was a good

adsorbent for removal of 4-

chlorophenol from aqueous solutions

and is able to remove this matter from

the actual sewage with an efficiency

rate equal to 78%, so it can be used as

an effective adsorbent for treatment of

polluted water and wastewater.

Keywords: Carbon nanotubes,

Adsorption, 4-chlorophenol, Adsorption

isotherm

1. Environmental Health Engineering Research Center, Kerman University of Medical Sciences, Kerman, Iran

2. Dept of Environmental Health Engineering Research, Kerman University of Medical Sciences, Kerman, Iran

* Correspondin author Email: [email protected]

Scientific Journal of Ilam University of Medical Sciences

Dow

nloa

ded

from

sjim

u.m

edila

m.a

c.ir

at 3

:22

IRD

T o

n M

onda

y M

arch

30t

h 20

20

[ D

OI:

10.2

9252

/sjim

u.25

.1.8

0 ]