fa مدل سازی و بهینه سازی فرایند جذب رنگ های راکتیو بر روی پودرکربن فعال اصلاح شده با نانوکریستال های مگنتیت بهداشت محیط زیست Environmental Health پژوهشي-کامل Research(Original) <p dir="RTL">سابقه و هدف: برخی مشکلات نظیر هزینه بالای فیلتراسیون و سانتریفیوژ، ایجاد کدورت در پساب، استفاده از کربن فعال و بسیاری از جاذب‌های با سایز نانو را با محدودیت مواجه کرده است. مغناطیسی کردن جاذب ها با نانوکریستال‌های اکسید آهن راهکاری مفید برای رفع این مشکلات است. در مطالعه حاضر کربن فعال مغناطیسی با هدف جداسازی سریع و آسان از محلول سنتز شد و به عنوان جاذب در حذف رنگ‌های راکتیو (راکتیو بلک 5 (<span dir="LTR">RB5</span>) و راکتیو قرمز 120(<span dir="LTR">RR120</span>)) از محیط‌های آبی مورد استفاده قرار گرفت.</p> <p dir="RTL">مواد و روش‌ها: ویژگی‌های فیزیکی، سطحی و مغناطیسی جاذب با استفاده از تکنیک‌های <span dir="LTR">,EDX, </span><span dir="LTR">TEM </span><span dir="LTR">,</span><span dir="LTR">SEM </span><span dir="LTR">,</span><span dir="LTR">XRD</span> <span dir="LTR">VSM</span>و <span dir="LTR">BET</span> آنالیز شد. عملکرد جاذب در حذف مواد رنگزا در یک سیستم بسته با بررسی تاثیر پارامترهایی نظیر <span dir="LTR">pH</span>، زمان تماس، مقدار جاذب، غلظت اولیه رنگ و دما مطالعه شد. به منظور مدل سازی فرایند جذب، داده‌های حاصل از آزمایشات با سه مدل ایزوترم لانگمیر، فروندلیچ و تمکین و دو مدل سینتیکی شبه درجه اول و دوم و همچنین معادلات ترمودینامیک آنالیز شدند.</p> <p dir="RTL">یافته‌ها: نتایج نشان داد که در <span dir="LTR">pH</span> بهینه برابر 3 و زمان تعادل 20 دقیقه، کارایی جذب با افزایش دما و مقدار جاذب مصرفی و کاهش غلظت اولیه ماده رنگزا، افزایش یافته است. مقدار 1 گرم در لیتر کامپوزیت به عنوان دوز بهینه جاذب انتخاب شد. حداکثر ظرفیت جذب برای <span dir="LTR">RB5</span> و <span dir="LTR">RR120</span> بر مبنای مدل ایزوترم لانگمیر به ترتیب معادل 6/192 و <span dir="LTR">mg/g</span> 7/188 حاصل شد. فرایند جذب هر دو رنگ از مدل های لانگمیر و شبه درجه دوم&nbsp; پیروی کرد. نتایج ترمودینامیک نشان داد که فرایند جذب هر دو ماده رنگزا طبیعتی اندوترمیک و خودبه خودی داشته اند.</p> <p dir="RTL">استنتاج: مطالعه حاضر نشان داد که کربن فعال مغناطیسی علاوه بر داشتن ویژگی‌هایی چون، جداسازی سریع و آسان، پتانسیل بالایی را برای جذب مواد رنگزا دارد.</p> <p><strong>Background and purpose:</strong> Some problems such as filtration, centrifugation, and turbidity in effluent has limited the application of activated carbon and many nano-sized adsorbents. The magnetization of adsorbents using magnetic nano-crystals (MNCs) is a useful approach to overcome these problems. In the present study, magnetic activated carbon was synthesized (since it is separated fast and easily from solution) and employed as an adsorbent for removal of reactive dyes (Reactive black 5 (RB5) and Reactive red 120 (RR120)) from aqueous solutions.</p> <p><strong>Materials and methods:</strong> Physical, surface and magnetic properties of adsorbent were analyzed using XRD, SEM, TEM, EDX, VSM and BET techniques. The performance of adsorbent in removing dyes was investigated considering the effect of pH, contact time, adsorbent dose, initial dye concentration, and temperature in a batch system. The experimental data was analyzed by Langmuir, Freundlich and Temkin isotherms, pseudo-first and second order kinetic models, and thermodynamic equations.</p> <p><strong>Results:</strong> In our study, by increasing temperature and adsorbent dose and decreasing the initial concentration, at pH 3 and equilibrium time of 30 min the adsorption efficiency increased. The optimum dose of the adsorbent was 1 g/L. Based on the Langmuir isotherm model the maximum adsorption capacity of 192.6 and 188.7 mg/g was obtained for RB5 and RR120 dyes, respectively. The adsorption process of both dyes obeyed the Langmuir and pseudo-second order models. The thermodynamic results showed that the adsorption process of dyes was endothermic and spontaneous in nature.</p> <p><strong>Conclusion:</strong> The present study showed that the magnetic activated carbon in addition to features such as rapid and easy separation from solution, has a high potential for dye adsorption too.&nbsp;</p> جذب, رنگ راکتیو, کربن فعال, جداسازی مغناطیسی, نانو کریستال آهن adsorption, reactive dye, activated carbon, magnetic separation, iron nano-crystal 171 187 http://jmums.mazums.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-5029-278&slc_lang=fa&sid=1 Ahmad Jonidi Jafari احمد جنیدی جعفری 100319475328460084807 100319475328460084807 No Professor, Department of Environmental Health Engineering, School of Public Health, Iran University of Medical Sciences, Tehran, Iran استاد گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی ایران، تهران، ایران Roshanak Rezaei Kalantary روشنک رضایی کلانتری 100319475328460084808 100319475328460084808 No Professor, Department of Environmental Health Engineering, School of Public Health, Iran University of Medical Sciences, Tehran, Iran استاد گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی ایران، تهران، ایران Ali Akbar Babaei علی اکبر بابایی 100319475328460084809 100319475328460084809 No Associate Professor, Department of Environmental Health Engineering, School of Public Health, Ahvaz Jundishapur University of Medical Sciences, Ahvaz, Iran دانشیار گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی جندی شاپور اهواز، ایران Mohammad Heydari Farsani محمد حیدری فارسانی 100319475328460084810 100319475328460084810 No MSc in Environmental Health Engineering, School of Health, Ahvaz Jundishapur University of Medical Sciences, Ahvaz, Iran دانش آموخته کارشناسی ارشد مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی جندی شاپور اهواز، ایران Babak Kakavandi بابک کاکاوندی Kakavandi.b@ajums.ac 100319475328460084811 100319475328460084811 Yes PhD Student in Environmental Health Engineering, Student Research Committee, School of Health, Ahvaz Jundishapur University of Medical Sciences, Ahvaz, Iran دانشجوی دکترای تخصصی بهداشت محیط، کمیته تحقیقات دانشجویی، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی جندی شاپور اهواز، ایران