|
|
شیمی کاربردی، جلد ۱۸، شماره ۶۸، صفحات ۲۹-۴۶
|
|
|
| عنوان فارسی |
سنتز نانوذرات جاسازی‌شده در پلیمر: نانوساختار پلی‌آنیلین/تری‌‌اکسید‌استرانسیم-تیتانیوم مغناطیسی برای حذف پلیفنولها از پساب‌های لبنی |
|
| چکیده فارسی مقاله |
پساب صنایع لبنی یکی از آلوده‌کننده‌ترین فاضلاب حاصل از فرآوری مواد‌غذایی می‌باشد که عمدتاً از مواد پیچیده‌ای مانند ترکیبات آلی، ترکیبات معدنی، کلریدها، سولفیدها، چربی‌ها و روغن‌ها تشکیل شده است. وجود بار آلی بالا در پساب لبنیات سبب اثرات منفی بر محیط‌زیست می‌باشد. در این تحقیق پلی‌آنیلین مغناطیسی همراه با تری اکسید‌استرانسیم-تیتانیوم به عنوان یک نانو جاذب سازگار با محیط‌زیست، کم‌هزینه و کارآمد به منظور کاهش پلیفنولها از پساب لبنی به کار گرفته شد. نانوکامپوزیت سنتز شده ظرفیت جذب بالایی را نسبت به پلیفنولها نشان می‌دهد. این ویژگی را می‌توان به برهمکنش واندروالس (برهم‌کنش‌های π-π و الکترواستاتیک)، برهمکنش n-π، و پیوند هیدروژنی جاذب با آنالیت نسبت داد. پلی‌انیلین به دلیل وجود گروه‌های عاملی حاوی نیتروژن و ستون فقرات الکترون‌های مزدوج π سبب بر هم کنش هیدروژنی و π-π با پلیفنولها می‌شود. هم‌چنین وجود اوربیتالهای فلزی در SrTiO3 تشکیل اسید باز لویئس با پلیفنولها را امکان پذیر می‌کند. نانو ذرات SrTiO3 خواص فیزیکی برجسته، پایداری حرارتی و شیمیایی بالا، مساحت سطح ویژه قابل قبول به نانوکامپوزیت می‌دهد که با خواص منحصر به فرد پلی‌آنیلین سبب اثر هم‌افزایی می‌شود. در نهایت، به دلیل وجود نانوذرات مغناطیسی و با کمک یک آهنربای خارجی، در مرحله جداسازی صرفه‌جویی زمانی رخ می‌دهد. هم‌چنین در این مقاله عوامل موثر بر جذب پلیفنولها مانند pH محلول، مقدار جاذب، زمان تماس، غلظت و دما مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که MPANI@SrTiO3 با حذف41/89% پلیفنولها (در شرایط بهینه، 5pH ، مقدار جاذب 20 میلی‌گرم، زمان 150 دقیقه در دمای اتاق و درصد نمک 01/0 درصد وزنی/حجمی) کارایی بالایی را نشان می‌دهد. اعتبار روش پیشنهادی با استفاده از مدل‌های ایزوترم جذب و سینتیک بررسی شد. بر طبق داده‌ها سینتیک جذب پلیفنولها بر جاذب MPANI@SrTiO3 با مرتبه اول مطابقت داشت ، و تعادل تجربی مدل لانگمویر را با حداکثر ظرفیت جذب تک لایه 11/67 میلی‌گرم بر گرم مطابقت داده شد. هم‌چنین پارامترهای ترمودینامیکی ΔG° (kJ/mol)، ΔH° (kJ/mol) و ΔS° (kJ/mol K) به ترتیب 19/8-، 61/60- و 17/0- به دست آمد در نتیجه ماهیت جذب با مکانیسم گرمازا و جذب فیزیکی مطابقت دارد. |
|
| کلیدواژه‌های فارسی مقاله |
اکسید‌استرانسیم-تیتانیوم، سنتز پلیمر در‌جا، حذف پلیفنولها، پساب صنعتی لبنیات، پلیمر‌هادی پلی‌آنیلین، |
|
| عنوان انگلیسی |
Synthesis of nanoparticles embedded in polymer: nanostructure of magnetic polyaniline/strontium trioxide-titanium for removing polyphenols from dairy wastewater |
|
| چکیده انگلیسی مقاله |
Dairy wastewater is one of the most pollutant resulting from food industry, which is mainly composed of complex substances such as organic compounds, mineral compounds, chlorides, sulfides, fats and oils. The presence of high organic loading in dairy wastewater causes negative effects on the environment. In this research, magnetic polyaniline with strontium-titanium trioxide was applied as an environmentally friendly, low-cost and efficient Nano adsorbent to reduce polyphenols from dairy wastewater. The synthesized nanocomposite shows a high absorption capacity compared to polyphenols. This feature can be attributed to van der Waals interaction (π-π and electrostatic interactions), n-π interaction, and hydrogen bonding of the adsorbent with the analyte. Polyaniline causes hydrogen and π-π interaction with polyphenols due to the presence of functional groups containing nitrogen and backbone of π-conjugated electrons. Also, the existence of metal orbitals in SrTiO3 enables the formation of Lewis acid base with polyphenols. SrTiO3 nanoparticles give outstanding physical properties, high thermal and chemical stability, acceptable specific surface area to the nanocomposite, which causes a synergistic effect with the unique properties of polyaniline. Finally, due to the presence of magnetic nanoparticles and with the help of an external magnet, time is saved in the separation step. Also, in this article, factors affecting the absorption of polyphenols such as solution pH, adsorbent amount, contact time, concentration and temperature were investigated. The results showed that MPANI@SrTiO3 shows high efficiency by removing 89.41% of polyphenols (under optimal conditions, pH 5, adsorbent amount 20 mg, time 150 minutes at room temperature and salt percentage 0.01(w/v% ). Validity of the proposed method was checked using adsorption isotherm and kinetic models. According to the data, the adsorption kinetics of polyphenols on the MPANI@SrTiO3 adsorbent corresponded to the semi-first-order, and the experimental equilibrium of the Langmuir model was matched with the maximum adsorption capacity of the single layer of 67.11 mg/g. Also, the thermodynamic parameters ΔG° (kJ/mol), ΔH° (kJ/mol) and ΔS° (kJ/mol K) were obtained as -19.8, -60.61 and -0.17, respectively, as a result of the nature of adsorption It corresponds to the exothermic mechanism and physical absorption. |
|
| کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله |
اکسید‌استرانسیم-تیتانیوم, سنتز پلیمر در‌جا, حذف پلیفنولها, پساب صنعتی لبنیات, پلیمر‌هادی پلی‌آنیلین |
|
| نویسندگان مقاله |
غلامرضا نبی بیدهندی |
پردیس بین الملل ارس ، تهران، دانشگاه تهران، دانشکده محیط زیست
اکبر مسعودی |
پردیس بین الملل ارس ، تهران، دانشگاه تهران، دانشکده محیط زیست
علیرضا پرداختی |
پردیس بین الملل ارس ، تهران، دانشگاه تهران، دانشکده محیط زیست
ناصر مهردادی |
پردیس بین الملل ارس ، تهران، دانشگاه تهران، دانشکده محیط زیست
|
|
| نشانی اینترنتی |
https://chemistry.semnan.ac.ir/article_7183_46d6e53db51f7ee274e930d87603e470.pdf |
| فایل مقاله |
فایلی برای مقاله ذخیره نشده است |
| کد مقاله (doi) |
|
| زبان مقاله منتشر شده |
fa |
| موضوعات مقاله منتشر شده |
|
| نوع مقاله منتشر شده |
|
|
|
|
برگشت به:
صفحه اول پایگاه |
نسخه مرتبط |
نشریه مرتبط |
فهرست نشریات
|