بررسی کارایی نانوکیتوزان در حذف تولوئن از محلول‌‌های آبی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد آلودگی‌های محیط‌زیست، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع‌طبیعی گرگان، ایران

2 دانشیار گروه محیط‌زیست، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع‌طبیعی گرگان، ایران

3 دانشیار گروه شیلات، دانشکده شیلات و محیط‌زیست، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع‌طبیعی گرگان، ایران

4 کارشناسی ارشد بهداشت، ایمنی و محیط‌زیست، گروه شیمی، شرکت ملی پالایش و پخش فراورده‌های نفتی ایران

چکیده

اکتشاف، استخراج و بهره‌‌‌برداری از منابع نفتی در کشورهای نفت‌خیز مانند ایران با وجود فواید بسیار، موجب بروز مشکلات محیط‌زیستی متعددی شده است. یکی از مهم‌ترین این معضلات آلودگی منابع آب با ترکیبات نفتی است. یکی از رایج‌‌ترین روش‌‌های حذف آلاینده‌‌ها از محلول‌‌های آبی جذب سطحی است. در حال حاضر تحقیق روی جاذب‌‌های ارزان با قابلیت بالای حذف آلاینده از نظر اقتصادی حایز اهمیت است. در این پژوهش کارایی نانوکیتوزان برای حذف تولوئن از محلول‌‌های آبی با روش جذب سطحی در مقیاس آزمایشگاهی با اثر عامل‌‌های pH، غلظت اولیه محلول تولوئن، دوز جاذب و زمان تماس بررسی شد. مقادیر غلظت تولوئن توسط دستگاه اسپکتروفتومترUV-Vis Array مدل Photonix Ar 2015 در طول موج 206 نانو متر آنالیز گردید. نتایج نشان داد میزان جذب تولوئن با افزایش pH، افزایش دوز جاذب و افزایش زمان تماس نسبت عکس و با افزایش غلظت نسبت مستقیم دارد. با توجه به نتایج مقدار بهینه جذب تولوئن در pH برابر 5، غلظت 70 میلی‌‌گرم بر لیتر، دوز جاذب 01/0 گرم بر لیتر و زمان تماس 5 دقیقه تعیین شد. یافته‌‌های تحقیق نشان داد که جاذب نانو کیتوزان کارایی بالایی در جذب تولوئن از محلول‌‌های آبی دارد.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Studing of Nano Chitosan Efficiency in Toluene Removal from Aqueous Solutions

نویسندگان [English]

  • Rogheyeh Motallebi 1
  • Hassan Rezaei 2
  • Ali Akbar Hedayati 3
  • Ali Kord Rostami 4
1 M.Sc. of Environmental Pollution, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Iran
2 Assoc. Profe. of the Environmental Science Department, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Iran
3 Assoc. Profe. Department of Fisheries, Faculty of Fisheries and Environment, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Iran
4 Masters in Health, Safety and Environment, Department of Chemistry, National Iranian Oil Production and Distribution Company of Iran
چکیده [English]

One of the most common methods for removing pollutants from aqueous solutions is adsorption. Currently, research on cheap adsorbents with high potential for removing pollutants is economically important. In this study, the efficiency of nano-chitosan was investigated for toluene removal from aqueous solutions by adsorption method in a laboratory scale. The effect of different pH parameters, initial concentrations of toluene, absorbent dose and contact time were investigated. Toluene concentration values ​​were analyzed by UV-Vis Array spectrophotometer Model Photonix Ar 2015 at 206 nm. The results showed that the amount of toluene adsorption increased with increasing pH, increasing the dose of adsorbent and increasing the contact time by inverse ratio and increasing the concentration of direct ratio. According to the results, the optimal amount of toluene adsorption at pH=5, concentration of 70 mg /L, absorbent dose of 0.01 g L, and contact time of 5 minutes were determined. The results of this study showed that nano-chitosan adsorbent has high efficiency in toluene adsorption from aqueous solutions.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Toluene
  • Adsorption
  • Aqueous solutions
  • Nano chitosan
CORAMI, A.; MIGNARDI, S. & FERRINI, V. 2008. Cadmium removal from single-and multi-metal (Cd+ Pb+ Zn+ Cu) solutions by sorption on hydroxyapatite. Journal of Colloid and Interface Science, 317, 402-408.
EL-NAAS, M. H.; AL-ZUHAIR, S. & ALHAIJA, M. A. 2010. Removal of phenol from petroleum refinery wastewater through adsorption on date-pit activated carbon. Chemical Engineering Journal, 162, 997-1005.
Ghafourian, H. & Asadi Mazdi, A. 2011. Investigation of quality and quantity of industrial effluent pollutants from paper production and application of GA-88 nano adsorbent for phenol removal, 6(3), 29-39.
HAMEED, B. H.; AHMAD, A. A. & AZIZ, N. 2007. Isotherms, kinetics and thermodynamics of acid dye adsorption on activated palm ash. Chemical Engineering Journal, 133, 195-203.
HE, J.; LU, Y. & LUO, G. 2014. Ca (II) imprinted chitosan microspheres: an effective and green adsorbent for the removal of Cu (II), Cd (II) and Pb (II) from aqueous solutions. Chemical Engineering Journal, 244, 202-208.
Hossein Shahi Bandari, M. 2012. Applications of nanotechnology in surface water treatment, groundwater and wastewater. Man and the Environment, 27-32.
Jabbar, Z.; Angham, A. & Sami, G. H. F. 2014. Removal of azo dye from aqueous solutions using chitosan. Oriental journal of chemistry, 30.
Mohamed, M. & Ouki, S. 2011. Removal mechanisms of toluene from aqueous solutions by chitin and chitosan. Industrial & Engineering Chemistry Research, 50, 9557-9563.
Mohamed, J.; Nasri, N. S.; Zaini, M. A. A.; Hamza, U. D. & Ani, F. N. 2015. Adsorption of benzene and toluene onto KOH activated coconut shell based carbon treated with NH3. International Biodeterioration & Biodegradation, 102, 245-255.
Olivera, S.; Muraldhara, H. B.; Vwnkatesh, K.; Guna, V. K.; Gopalakriahna, K. & KUMAR K, Y. 2016. Potential applications of cellulose and chitosan nanoparticles/composites in wastewater treatment: A review. Carbohydrate Polymers, 153, 600-618.
Ong, S.; Lee, C. & Zainal, Z. 2007. Removal of basic and reactive dyes using ethylenediamine modified rice hull. Bioresource technology, 98, 2792-2799.
Qin, C.; Huang, X.; Zhao, J.; Huang, J.; Kang, Z. & Dang, X. 2017. Removal of toluene by sequential adsorption-plasma oxidation: Mixed support and catalyst deactivation. Journal of Hazardous Materials, 334, 29-38.
Shakeri, H.; Arshadi, M. & Salvakion, J. 2016. Removal of BTEX by using a surfactant–Bio originated composite. Journal of colloid and interface science, 466, 186-197.
Sigdel, A.; Jung, W.; Min, B.; Lee, M.; Choi, U.; Timmes, T.; Kim, S. J.; Kang, C. U.; Kumar, R. & Jeon, B. H. 2017. Concurrent removal of cadmium and benzene from aqueous solution by powdered activated carbon impregnated alginate beads. Catena, 148, 101-107.
Sivakami, M.; Gomathi, T.; Venkatesan, J.; Jeong, H. S.; Kim, S. K. & Sudha, P. 2013. Preparation and characterization of nano chitosan for treatment wastewaters. International journal of biological macromolecules, 57, 204-212.
Taffarel, S. R. & Rubio, J. 2010. Adsorption of sodium dodecyl benzene sulfonate from aqueous solution using a modified natural zeolite with CTAB. Minerals Engineering, 23, 771-779.
Tuyserkani, H. & Honesty, f. 2012. Chitin and chitosan: structure, properties and applications. Scientific Journal of Aquatic Ecology, 2(3), 26-40.
Wibowo, N.; Setyadhi, L.; Wibowo, D.; Setiawan, J. & Ismadji, S. 2007. Adsorption of benzene and toluene from aqueous solutions onto activated carbon and its acid and heat treated forms: Influence of surface chemistry on adsorption. Journal of Hazardous Materials, 146, 237-242.
Xu, J.; Tang, J.; Baig, S. A.; Lv, X. & Xu, X. 2013. Enhanced dechlorination of 2,4-dichlorophenol by Pd/FeFe3O4 nanocomposites. Journal of Hazardous Materials, 244-245, 628-636.