Journal of Mazandaran University of Medical Sciences

fa کارایی کربن فعال تولید شده با فعال سازی فیزیکی با استفاده از گاز نیتروژن به منظور جذب حداکثری رنگ از پساب آلوده: کاربرد برنامه نویسی ژنتیک و شبکه عصبی Efficiency of Activated Carbon Produced by Physical Activation Using Nitrogen Gas for Maximum Dye Adsorption from Polluted Effluents: Genetic Programming and Neural Network بهداشت محیط زیست Environmental Health پژوهشي-کامل Research(Original) سابقه و هدف: این مطالعه برای اولین بار با هدف تولید کربن فعال (AC) از دور ریز چوب گون جهت دستیابی به جذب سطحی حداکثری جاذب انجام گرفت. بنابراین هدف از این مطالعه حذف رنگزای اسید اورانژ7 (AO7) با استفاده از AC سنتز شده طی فعال‌سازی فیزیکی بود. مواد و روش‌ها: فعال‌سازی AC در روش فیزیکی با گاز نیتروژن در دمای 700 درجه سانتی‌گراد انجام شد. مشخصات ساختاری جاذب، با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی و تکنیک ایزوترم تعیین شد. اثر پارامترهای راهبری، سپس ایزوترم ها و سینتیک‌های واکنش، مطالعه شد. یافته‌ها: AC سنتز شده دارای سطح ویژه m2/g 774 و حجم کلی حفرات m3/g181/49 است. حداکثر جذب رنگ mg/g57/127 (کارایی 91/4 درصد) در شرایط بهینه آزمایشگاهی شامل 3=pH، 0/04 گرم جاذب در ml ۵۰ محلول، mg/L 50 رنگ در زمان 75 دقیقه به‌دست آمد. نتایج نشان داد که داده‌های جذب از مدل ایزوترم جذب لانگمویر و سینتیک شبه درجه دوم پیروی می‌کنند. قابلیت استفاده مجدد از جاذب با روش حرارت‌دهی نشان داد که این جاذب می‌تواند برای 3 مرتبه متوالی با کارایی مناسب استفاده شود. ضرایب همبستگی (R2) برنامه ژنتیک و شبکه عصبی به ترتیب برابر با 0/98 و0/99 بود که بیانگر تطابق داده‌های آزمایشگاهی با مدل‌هاست. استنتاج: کربن فعال تهیه شده از دور ریز چوب گون به روش فعال‌سازی فیزیکی پتانسیل بالایی در جذب AO7 از محلول‌های آبی دارد.   Background and purpose: This study was conducted for the first time to produce activated carbon (AC) from Milkvetch wood by physical activation in order to achieve the maximum adsorbent capacity in adsorption of dye. The aim of this study was to remove acid orange 7 (AO7) dye using AC produced by physical activation with nitrogen gas. Materials and methods: AC activation was performed by physical method using nitrogen gas at 700°C. Scanning electron microscopy and isotherm technique were used to determine the structural characteristics of the adsorbent. The effect of operating parameters was investigated. The isotherms and kinetics of the dye adsorption were also studied. Results: The synthesized AC-700°C sample had a specific surface area and a total pore volume of 774 m2/g and 181.49 m3/g, respectively. The maximum adsorption of dye was 57.125 mg/g (removal efficiency 91.4%) that occurred at pH= 3, 0.04 g absorbent in 50 ml of solution, and 50 mg/l of dye in 75 min. The adsorption data followed the Langmuir adsorption isotherm model and the pseudo-second order model kinetics. Also, the ability to reuse the adsorbent using the heating method showed that the synthesized adsorbent can be used for three consecutive times with good performance. Correlation coefficients (R2) for genetic program and neural network were 0.98 and 0.99, respectively, indicating the agreement of laboratory data with the models. Conclusion: The as-prepared AC by physical activation has a high potential for adsorption of AO7 dye from aqueous solutions. شبکه عصبی, فعال‌سازی فیزیکی, رنگ, کربن فعال, جذب سطحی, برنامه‌نویسی ژنتیک neural network, physical activation, dye, activated carbon, adsorption, genetic programming 140 151 http://jmums.mazums.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-14427-1&slc_lang=fa&sid=1 Seyyed Abbas Mirzaee سید عباس میرزایی mirzaee.seyyed@gmail.com 1003194753284600139711 1003194753284600139711 No Assisstant Professor, Health and Environment Research Center, Ilam University of Medical Sciences, Ilam, Iran 2 Assisstant Professor, Department of Environmental Health Engineering, Faculty of Health, Ilam University of Medical Sciences, Ilam, Iran استادیار، مرکز تحقیقات سلامت و محیط زیست، دانشگاه علوم پزشکی ایلام، ایلام، ایران 2. استادیار، گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی ایلام، ایلام، ایران Zahra Noorimotlagh زهرا نوری مطلق noorimotlagh.zahra@gmail.com 1003194753284600139710 1003194753284600139710 Yes Assisstant Professor, Health and Environment Research Center, Ilam University of Medical Sciences, Ilam, Iran استادیار، مرکز تحقیقات سلامت و محیط زیست، دانشگاه علوم پزشکی ایلام، ایلام، ایران Neemat Jaafarzadeh نعمت جعفرزاده n.jaafarzade@yahoo.com 1003194753284600139712 1003194753284600139712 No Professor, Environmental Technologies Research Center, Ahvaz Jundishapur University of Medical Sciences, Ahvaz, Iran .استاد، مرکز تحقیقات فناوری های زیست محیطی، دانشگاه علوم پزشکی جندی شاپور اهواز، اهواز، ایران Fatemeh Sahraeei فاطمه صحرایی nil761021@gmail.com 1003194753284600139713 1003194753284600139713 No BSc Student in Environmental Health Engineering, Ilam University of Medical Sciences, Ilam, Iran دانشجوی کارشناسی مهندسی بهداشت محیط، دانشگاه علوم پزشکی ایلام، ایلام، ایران Behruz Bayati بهروز بیاتی behruz5878@gmail.com 1003194753284600139714 1003194753284600139714 No Associate Professor, Department of Chemical Engineering, Ilam University, Ilam, Iran دانشیار،گروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه ایلام، ایلام، ایران Mohammad Reza Valizadeh محمدرضا ولی زاده valizadehmr@gmail.com 1003194753284600139715 1003194753284600139715 No Associate Professor, Department of Computer and Information Technology, Ilam University, Ilam, Iran دانشیار، گروه مهندسی کامپیوتر، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه ایلام، ایلام، ایران Morvarid Karamkhani مروارید کرمخانی 1003194753284600139716 1003194753284600139716 No MSc in Occupational Health Engineering, Faculty of Health, Ilam University of Medical Sciences, Ilam, Iran کارشناس ارشد بهداشت حرفه ای، دانشگاه علوم پزشکی ایلام، ایلام، ایران