زمینه و هدف: تخلیه فسفر به آب های سطحی منجر به رشد بیش ازحد جلبک و گیاهان آبزی شده و درنتیجه یوتریفیکاسیون رودخانه و دریاچه را به دنبال دارد. ازاین رو حذف این ماده به منظور جلوگیری نمودن از مغذی شدن منابع آب های سطحی اهمیت یافته است. هدف از این مطالعه استفاده از جاذب کربن فعال مغناطیسی در حذف فسفات در محیط های آبی آلوده است.روش کار: در این تحقیق تاثیر عوامل موثر در این فرآیند از قبیل pH، غلظت اولیه فسفات، دوز جاذب و مدت زمان در حذف فسفات از محلول های سنتتیک در سیستم ناپیوسته بررسی گردید.یافته ها: نتایج نشان دادند که با افزایش غلظت اولیه فسفات، و همچنین افزایش دوز جاذب کربن فعال مغناطیسی و زمان تماس و pH تا 7، کارایی فرآیند به طور چشمگیری افزایش یافت. به طوری که حذف فسفات از محلول در غلظت 5 میلی گرم بر لیتر، تحت شرایط 7pH=، دوز جاذب 0.8 گرم بر لیتر و زمان تماس 30 دقیقه تا 98.70 درصد افزایش یافت.نتیجه گیری: کارایی بالای 98 درصدی فرآیند جذب در این مطالعه نشان داد که کربن فعال مغناطیسی قابلیت خوبی در حذف فسفات دارد و می تواند به عنوان یک روش پیشنهادی مناسب و نوین جهت حذف فسفات از محیط های آبی مورداستفاده قرار گیرد.

زمینه و هدف اخیرا تلاش های قابل توجهی برای حذف آلاینده های نوظهور از منابع آبی انجام شده است. در این بین، بنزوتریازول به عنوان یک آلاینده نوظهور به طور گسترده در محیط های آبی شناسایی شده است که دارای اثرات بهداشتی و زیست محیطی مخربی می باشد به طوریکه روش های مختلفی به منظور حذف آن ها پیشنهاد شده است. در حال حاضر، استفاده از فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته به عنوان یک روش کارآمد به منظور تخریب و معدنی سازی این آلاینده ها از محلول های آبی توجه زیادی را به خود جلب کرده اند. لذا، در این پژوهش عملکرد فرآیند فعالسازی پرسولفات با استفاده از کاتالیست مغناطیسی اکسید آهن-کربن فعال حاصل از پوست نارگیل در حذف بنزوتریازول و همچنین تاثیر پارامتر های مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. مواد و روش ها این پژوهش، مطالعه ای تجربی-آزمایشگاهی است. در این مطالعه تجربی تاثیر متغیر های مختلفی ازجمله pH محلول (2 تا 10)، دوز کاتالیست (1/0 تا 5/0 گرم بر لیتر)، غلظت پرسولفات و غلظت اولیه بنزوتریازول (10 تا 50 میلی گرم بر لیتر) مورد بررسی قرار گرفت. غلظت نهایی بنزوتریازول با استفاده از دستگاه اسپتکتروفتومتر اندازه گیری شد. همچنین خصوصیات کاتالیست سنتز شده با استفاده از آنالیز های مختلفی شامل BET، FESEM، XRD، EDX وVSM مورد بررسی قرار گرفت. یافته ها نتایج نشان داد که بیشترین کارایی فرآیند در حذف بنزوتریازول در 6pH=، دوز کاتالیست 5/0 گرم بر لیتر، غلظت بهینه پرسولفات 3 میلی مولار بود که بیش از 80 درصد بنزوتریازول در غلظت اولیه 10 میلی گرم بر لیتر حذف شد. از طرفی نتایج آنالیز ها نشان داد که کاتالیست مد نظر به درستی سنتز شده است و قابلیت استفاده مجدد در 5 سیکل متوالی را داشت. نتیجه گیری بر اساس نتایج حاصل از این پژوهش، فرآیند تلفیقی مورد نظر می تواند کارایی قابل توجهی در حذف آلاینده های آلی داشته باشد.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (pdf) مراجعه فرمایید.

تهیه و کاربرد شیمیایی پلی اکسومتالات ها (نمک هتروپلی اسیدها) در سال های اخیر به دلیل ویژگی های منحصر به فردی از قبیل پایداری حرارتی، اسیدیته ی بالا، قدرت اکسندگی بالا و تنوع ساختاری مورد توجه زیادی به خصوص به عنوان فتوکاتالیست برای تخریب رنگ ها قرار گرفته است. رنگ ها از مهم ترین آلاینده های آب می باشند، از آن جایی که ترکیبات رنگی برای محیط زیست مضر هستند، یافتن روش هایی برای حذف رنگ ها از محیط زیست ضروری است. در این مقاله ابتدا نانوذرات کربن فعَال مغناطیسی با هیبرید فسفوتنگستات اصلاح و به عنوان فتوکاتالیست در رنگ زدایی استفاده شد. برای شناسایی نانوذرات از روش های میکروسکوپ الکترونی پویشی، پراش اشعه ی ایکس، طیف بینی زیر قرمز تبدیل فوریه، تجزیه گرمایی و اندازه گیری خاصیت مغناطیسی استفاده شد. خاصیت جذب و تخریب رنگ با رنگ زدایی محلول متیلن بلو، متیل اورانژ و مخلوط آن ها تحت نور خورشید و نور مرئی مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج حاصل نشان داد که نانوذرات اصلاح شده می توانند به طور انتخابی متیلن بلو را از مخلوط حذف کنند و برخلاف نانوذرات اصلاح نشده توانایی رنگ زدایی از محلول متیلن بلو را تحت نور دارند. همچنین، در حالی که نور قادر به تخریب متیل اورانژ تنها نمی باشد، آن را در مخلوط تخریب می کند. نانوذرات اصلاح شده قابل جداسازی آسان با آهنربا و بازیابی مجدد و استفاده دوباره هستند. حذف رنگ از طریق ترکیب جذب سطحی و سپس تخریب نوری به روش اکسایش مستقیم توسط فتوکاتالیست صورت می گیرد.

آلودگی منابع آبی به آرسنیک حاصل فعالیت های صنعتی و یا کشاورزی است که موجب ایجاد مشکلات زیست محیطی فراوانی شده است. یکی از مکانیزم های حذف آرسنیک از محیط های آبی، فرایند جذب سطحی است. در این مطالعه برای بهینه سازی پوست گردو با فعال سازی شیمیایی توسط کلرید روی، اسیدسولفوریک و پرمنگنات پتاسیم بررسی شد. کربن فعال پودری تولیدشده با نانوذرات اکسید آهن، مغناطیسی Fe3O4 و با نشاندن آهن روی کربن فعال برای حذف فلز سمی آرسنیک از محیط های آبی تهیه شد. سنتز PAC-AC/Fe3O4 با روش هم ترسیبی شیمیایی تهیه شد و مشخصات فیزیکی و ساختاری جاذب با تکنیک های FT-IR، TEM و FESEM-EDX مورد آنالیز قرار گرفت. سپس، تأثیر تغییرات pH (10-2)، زمان تماس (240-15 دقیقه)، مقدار جاذب (02/0-1/0 گرم)، غلظت اولیه ی آرسنیک (l. mg 12-2) بررسی و بهینه سازی شد، ایزوترم و سنتیک واکنش نیز تعیین شد. شرایط بهینه ی به دست آمده برای حذف آرسنیک با جاذب مغناطیسی 2=pH، مقدار 02/0 گرم جاذب در غلظت 6 میلی گرم در لیتر و در دمای محیط است. همچنین، نمودارهای تعیین برازش، مدل های فروندلیچ و شبه درجه ی دوم به ترتیب به عنوان مدل های بهینه ی ایزوترمی و سینتیکی تعیین شد، مدل فروندلیچ (999/0R2=)، حداکثر جذب برابر 44/33mg. g و معادله ی مرتبه ی دوم (1R2=) به دست آمد. مطالعه ی حاضر نشان داد جاذب سنتز شده، پتانسیل زیادی برای حذف آلاینده ی آرسنیک را دارد. پوست گردو به دلیل ضایعاتی بودن در کشور می تواند به عنوان جاذب مناسب استفاده شود.

در کار حاضر، کربن فعال مشتق شده از پوست پرتقال پرشده از (OPAC) / Fe3O4 در بیوکامپوزیت های پلی اورتان با در صد کسرهای وزنی مختلف از (OPAC)/Fe3O4 ، 0.5، 1 و 2 درصد وزنی در بیوکامپوزیت ها سنتز شد. ویژگی های خواص مکانیکی، حرارتی و مغناطیسی بیوکامپوزیت های پرشده از (OPAC)/Fe3O4 با استفاده از DSC، TGA، DMA و VSM اندازه گیری شده اند. بهبود جزئی در پایداری حرارتی برای بیوکامپوزیت های بارگذاری شده از(OPAC)/Fe3O4 مشاهده شد. کامپوزیت های زیست پلیمری PU/(OPAC)/Fe3O4 تا دمای 250 درجه سانتیگراد از نظر حرارتی پایدار هستند و دردمای بالاتر از 520 درجه سانتیگراد کاملاً تخریب می شوند. پارامترهای جنبشی برای تخریب بیو کامپوزیت ها برای هر مرحله از فرآیندهای تخریب حرارتی با استفاده از دو مدل ریاضی یعنی روش های Coats-Redfern و Broido مورد مطالعه قرار گرفت. بیوکامپوزیت های پلی اورتان پر شده با 2 درصد وزنی از (OPAC)/ Fe3O4 ، خواص مکانیکی، مغناطیسی و حرارتی بالایی را دربرابر با درصد وزنی کم نشان دادند. که این می تواند به طور بالقوه برای طیف وسیعی از کاربردها مورد استفاده قرار گیرند.

اهداف دارو ها از عوامل مهم آلاینده محیط زیست به شمار می آیند و به علت مشکلات مربوط به تجزیه زیستی، روش های جذب سطحی مناسب ترین روش برای تصفیه آن هاست. یکی از این جاذب ها کربن فعال است. هدف از این مطالعه بررسی میزان حذف داروی انتاکاپون توسط کربن فعال مرک است. استفاده از کربن فعال پودری مشکلات جداسازی کربن پس از تصفیه را به دنبال دارد، برای رفع این مشکل از مگنتیک کردن کربن با Fe 3 O 4 استفاده شد.مواد و روش ها مطالعه حاضر به صورت تجربی آزمایشگاهی انجام شد. در هر آزمایش از 50 میلی لیتر محلول انتاکاپون در راکتور شیشه ای با سرعت 100 دور بر دقیقه، استفاده شد. این مطالعه تجربی به صورت ناپیوسته انجام شد و اثر متغیرهایی نظیر نوع جاذب، دز جاذب، غلظت انتاکاپون، زمان تماس، pH و درجه حرارت بر روند جذب انتاکاپون توسط کربن فعال مغناطیسی شده با نانوذرات آهن و داده های تجربی تعادل جذب با مدل های ایزوترم جذب فروندلیچ و لانگمویر و سینتیک واکنش بررسی شد. نمونه ها پس از هربار استخراج با آهنربای قوی جمع آوری شد، سپس آب فیلتر شده برای تعیین انتاکاپون باقی مانده، با دستگاه اسپکتروفتومتر بررسی شد.یافته ها نتایج این مطالعه نشان داد که pH= 6، غلظت جاذب 0.6 گرم بر لیتر و زمان تماس 50 دقیقه بهترین شرایط حذف انتاکاپون است. در این شرایط کربن فعال مغناطیسی توانست 90 درصد انتاکاپون با غلظت 50 میلی گرم در لیتر را حذف کند. همچنین بررسی ایزوترم های جذب مشخص کرد که آزمایش ها با مدل لانگ مویر (R=0.9929) مطابقت دارد و حداکثر ظرفیت جذب، 357.1 mg/g است.نتیجه گیری نتایج نشان داد جاذب کربن فعال مغناطیسی مرک جذب بالایی دارد و با اعمال شرایط بهینه می توان از آن به عنوان جاذب مناسب برای حذف ترکیبات آلی از جمله دارو ها استفاده شود.

زمینه و هدف: پساب های حاوی رنگزاها که از صنایع مختلف تولید می شوند، اثرات و پیامدهای مخربی بر محیط زیست میگذارند. از این رو، ارائهی مدلهای ریاضی تحلیلی و عددی که قادر به شبیه سازی فرایند حذف رنگ از پسابهای صنعتی باشند، از اهمیت بسیاری برخوردار است. کربن فعال به روش هم رسوبی سنتز و ساختار-Fe3O مواد و روشها: در این پژوهش، ابتدا نانوکامپوزیت مغناطیسی 4 شناسایی شد. کارآیی جاذب VSM و، SEM، XRD بلوری و ویژگیهای سطحی و مغناطیسی آن با تکنیک های کامپوزیتی برای حذف رنگزای آنیونی ری اکتیو رد از محلول آبی در شرایط مختلف مورد بررسی قرار گرفت. سپس، یک شبکهی عصبی مصنوعی برای پیش بینی بازدهی حذف رنگزا به وسیله ی (Matlab) با استفاده از نرم افزار متلب زمان تماس، غلظت، pH کربن فعال مغناطیسی طراحی و تعداد لایههای پنهان آن بهینه شد. بدین منظور، پارامترهای اولیهی رنگزا، و دما به عنوان ورودی، و درصد حذف رنگزا به عنوان خروجی شبکه ی عصبی در نظر گرفته شد. عملکرد شبکه پس از آموزش آن بر مبنای ضریب همبستگی مورد ارزیابی قرار گرفت. دادههای تجربی با مدل های سینتیکی شبه مرتبهی اول، شبه مرتبهی دوم، و نفوذ درون-ذرهای برازش شد. مدل های لانگمویر و فروندلیچ برای توصیف ایزوترمهای تعادلی جذب به کار برده شدند. یافته ها: ضریب بالای همبستگی برای دادههای آزمون ( 989530) نشان داد که مدل شبکه ی عصبی در پیش بینی / داده های تجربی موفق است. مدل های سینتیکی درون-ذرهای و ایزوترم فروندلیچ با داده های تجربی انطباق بیشتری 34/6 ) نشان داد که جذب سطحی دارای ماهیت فیزیکی است. حداکثر kJ mol– داشتند. انرژی فعالسازی نسبتاً پایین ( 1 ظرفیت جذب با افزایش دما کاهش یافت. نتیجه گیری: استفاده از پیشبینی شبکه ی عصبی منجر به حذف آزمایش های تکراری و بهبود درصد حذف رنگزا می شود.

زمینه و هدف: یون های مس می توانند به واسطه تشکیل کمپلکس با ترکیبات آلی و معدنی، اثرات نگران کننده ای بر سلامتی و محیط زیست داشته باشد. در این مطالعه، اثر کربن فعال پودری مغناطیسی شده توسط نانوذرات اکسید آهن بر حذف یون مس (II) از محلول های آبی، مورد بررسی قرار گرفت.روش تحقیق: این مطالعه تجربی، در مقیاس آزمایشگاهی و در رژیم جریان ناپیوسته با هدف بررسی اثر پارامترهای مختلفی از جمله: pH، زمان تماس، دوز جاذب و غلظت اولیه بر فرآیند جذب مس (II) توسط کربن فعال پودری مغناطیسی شده با نانوذرات اکسید آهن، انجام شد. برای بررسی خصوصیات جاذب سنتزشده، از عکس ها و طیف های SEM،TGA و FT-IRاستفاده شد. غلظت باقیمانده مس (II)، توسط دستگاه جذب اتمی شعله ای در طول موج 324.8 نانومتر قرائت گردید. داده های به دست آمده، با استفاده از مدل های ایزوترمی فروندلیچ و لانگمویر تشریح شد.یافته ها: یافته های این مطالعه نشان داد که نانوذرات سنتزشده می توانند بیش از 96% درصد از یون های مس را در pH=10 و مدت زمان 2 دقیقه، با دوز جاذب یک گرم در لیتر حذف کنند. همچنین نتایج این مطالعه نشان داد که الگوی جذب مس (II)، با مدل لانگمویر انطباق بیشتری دارد.نتیجه گیری: بر اساس یافته ها، نانوذرات سنتزشده مغناطیسی پوشیده شده با کربن فعال، در محیط آبی به صورت پراکنده بوده و به راحتی توسط میدان مغناطیسی خارجی قابل جداسازی هستند. از طرفی به دلیل وجود کربن فعال و سایت های فعال جذب موجود در ساختار اکسید آهن، قابلیت جذب سطحی افزایش یافته و این نانوذرات کارایی بالایی در حذف آلاینده مس از محیط های آبی از خود نشان می دهند.