تبدیل روزنامه باطله به کربن فعال و استفاده از آن جهت حذف رنگ متیلن بلو از محیط آبی: مطالعه ایزوترمی، سینتیکی و ترمودینامیکی

مقدمه و اهمیت موضوع: کربن فعال به طور گسترده ای در صنایع مختلف از جمله صنعت آب و فاضلاب به کار می رود اما استفاده از نوع تجاری آن به دلیل بالا بودن قیمت پیشماده تولیدی، پرهزینه بوده و این امر تبدیل به مانعی بر سر راه استفاده از کربن فعال شده است. روزنامه باطله یکی از اجزاء اصلی زباله شهری می باشد و به نظر می رسد پیشماده ای ارزان قیمت و فراوان برای تولید کربن فعال باشد، بنابراین مطالعه حاضر با هدف استفاده از روزنامه باطله به عنوان پیشماده ای ارزان قیمت برای تولید کربن فعال و امکان سنجی استفاده از آن جهت حذف رنگ متیلن بلو از محیط آبی صورت پذیرفت.مواد و روشها: جهت فعال سازی از محلول KOH با نسبت وزنی 1:3 استفاده گردید و مرحله کربوناسیون نیز در دمای °C500 و سرعت°C/min17 صورت پذیرفت. به منظور تعیین خصوصیات بافت کربن فعال تولید شده از جذب گاز N2 در دمای K77 و ایزوترم BET استفاده شد. به منظور تعیین خصوصیات جذب رنگ متیلن بلو بر روی کربن فعال تولید شده از مدل های ایزوترمی لانگمیر، فروندلیچ، تمکین، ردلیچ-پترسون و همچنین مدل های سینتیکی شبه درجه اول، شبه درجه دوم و انتشار داخل ذره ای استفاده شد. پارامترهای ترمودینامیکی آنتالپی (ΔH˚)، آنتروپی (ΔS˚) و انرژی آزاد گیبس (ΔG˚) نیز مورد محاسبه قرار گرفت.نتایج و بحث: مقادیر SBETو VTOTAL به ترتیب m2/g01/66 و ml/g063/0 به دست آمد. بر اساس مقادیر R2 ، آنالیز خطا (SSE% و X2) و همچنین نمودارهای تعیین برازش، مدل های فروندلیچ و شبه درجه دوم بترتیب بعنوان بهترین مدل های ایزوترمی و سینتیکی تعیین گردیدند، بعلاوه ثابت qmax مدل لانگمیر mg/g03/68 به دست آمد. بررسی پارامترهای ترمودینامیکی نشان داد جذب رنگ متیلن بلو بر روی کربن فعال تولید شده خودبخود و گرماگیر می باشد.نتیجه گیری: کربن فعال تولید شده از روزنامه باطله در این مطالعه در مقایسه به مطالعات دیگر از سطح مخصوص مطلوب و ظرفیت جذب سطحی مناسبی برای رنگ متیلن بلو برخوردار بود، بنابراین بنظر می رسد تولید کربن فعال از روزنامه باطله ارزان، موثر و دوستار محیط زیست می باشد.

کلیدواژه ها:

روزنامه باطله ، کربن فعال ، متیلن بلو ، ایزوترم ، سینتیک ، ترمودینامیک