بررسی کارایی حذف رزورسینول با استفاده از نانو ذرات گرافن اکساید از محلول های آبی

ورود آلاینده های مختلف به محیط زیست باعث آلودگی منابع آب وهمچنین ازدسترس خارج شدن آن شده است. ‌افزایش‌ تقاضا وکمبود منابع ‌آب‌ تمیز ‌منجر به ‌توسعه‌ فناوری‌ها و روش‌های نوین برای ‌بازیابی‌آب‌ شده ‌است(1)تخلیه حجم قابل توجهی از پساب های صنعتی دارای ترکیبات آلی موجب به خطر افتادن سلامت انسان، افزایش بیماری ها ومشکلات جدی در محیط زیست می ‌شود. ترکیبات فنلی سرطانزا بوده و پتانسیل سمیت بالایی دارند که ازجمله این آلاینده های مهم است(2).

رزورسینول (dihydroxy benzene1و3 ( یک ترکیب فنلی است که در پساب بسیاری از صنایع مانند نساجی ،کاغذ و خمیر کاغذ ،فولاد ، پتروشیمی ،پالایشگاه نفت ،لاستیک ،رنگ ، پلاستیک ،دارویی ،آرایشی و غیره وجود دارد(3). پساب حاصل از فرآیندهای تبدیل سوخت در زغال سنگهای مصنوعی حاوی غلظت رزورسینول و کتیکول از 1-1000 میلی گرم در لیتر  می باشند(4).

ترکیبات فنلی برای موجودات زنده حتی در غلظت بسیار کم به دلیل سمیت آنها ، بوی بد و خواص سرطانزا بودن بسیار مضر می باشد (5). تکرار در معرض قرار گرفتن سطح پایین ترکیبات فنلی عوارضی از قبیل صدمه به کبد ،اسهالی ،زخم دهان ، ادرار تیره و کم خونی همو لیتیک می شود (6).

رزورسینول یک ماده شیمیایی خطر ناک است که استنشاق آن باعث درد شکم ،تهوع ،بیهوشی ،قرمزی و درد بر روی پوست می شود . ودر صورت نفوذ به آبها باعث خطراتی برای ماهی ها و دیگر موجودات آبزی می شود. در صورتی که فردی بصورت طولانی مدت و مکرر در معرض رزورسینول قرار بگیرد آسیب هایی را برای کبد کلیه سیستم قلبی عروقی و غدد درون ریز و همچنین تحریک چشم را ایجاد می کند. رزورسینول بر روی پوست تاثیر گذاشته و باعث التهاب پوست می شود و ممکن است از طریق پوست جذب شده و متابولیسم را تحت تاثیر قرار دهد. بر اساس اعلام سازمان جهانتی بهداشت (WHO) مطالعات نشان داد که رزورسینول باعث اختلال عملکرد تیروئید ،اثرات آن بر سیستم عصبی مرکزی ،ناتوانی سیستم ایمنی بدن و با عث تغییر دادن سلول های قرمز خون می شود(7).

با توجه به اهمیتی که فنل روی سلامتی انسان دارد استاندارد آن بر اساس رهنمود سازمان جهانی بهداشت برای غلظت فنل ها ، کلروفنل ها و 2،4،6تری کلرو فنل در آب آشامیدنی کمتر از 1/. میکروگرم در لیتر (ppb1/ (0می باشد .طبق استاندارد سازمان حفاظت محیط زیست آمریکا (US.EPA) میزان مجاز فنل در منابع آب جوامع انسانی و آب مورد استفاده برای پرورش ماهی 3/0 و 6/2 میلی گرم در لیتر می باشد .و بر اساس استاندارد کشور ژاپن مقدار مجاز در پساب های خروجی از تصفیه خانه های صنایع 5 میلیگرم در لیتر است (8). با توجه به رده بندی مواد شیمیایی سمی سازمان حفاظت محیط زیست آمریکا فنل ردیف 11 از بین 126 ماده شیمیایی سمی به خود اختصاص داده که این امر اهمیت زیاد حذف ترکیبات فنولی از فاضلاب وآب را نشان می دهد(9).

تا کنون روشهایی برای حذف ترکیبات فنلی از آب یا محیط های آبی مورد استفاده قرار گرفته است از جمله فرآیند های تخریب مانند اکسیداسیون شیمیایی، روشهای جداسازی غشایی و جذب در مواد آلی و مواد معدنی  می باشد(10). بسیاری از این روش ها را به دلیل هزینه بالای عملیاتی ، هزینه های تعمیر و نگهداری ، تولید محصولات سمی جانبی و روش های تصفیه پییچیده در مقیاس واقعی نمی توان استفاده کرد. هزینه فرآیند های غشایی از نظر نصب و راه اندازی و هزینه عملیات خیلی بالاست(11) . روشهای الکتروشیمیایی نیز نیاز به ولتاژ بالا و راندمان ضعیفی برای تصفیه پسابهای با غلظت کم دارد یکی از روشهایی که در سالهای اخیر مورد توجه ویژه محققان قرار گرفته است استفاده از مواد نانو در روشهای تصفیه آب است(1, 12). فرآیند جذب به عنوان ارزانترین و موثرترین روش برای حذف ترکیبات آلی از آب می باشد که به علت عملکرد ساده و  وجود طیف وسیعی از جاذب ها به طور گسترده استفاده می شود(13). استفاده از جاذب های زیادی مانند کربن فعال ،گرانول کربن فعال ،رزین های مصنوعی ،پوسته نارگیل، ضایعات کشاورزی ،خاکستر و ذغال چوب برای حذف رزورسینول از محیط های آبی گزارش شده است(3). جاذب های نانو ساختار با سطح ویزه زیاد و قدرت بسیار بالا ضایعات کمتری تولید کرده و ضایعات آن ها قابلیت جمع آوری راحتر دارند همچنین علاوه بر کارایی  بسیار بالای فرآیند های جذبی ، امکان بازیابی و استفاده مجدد جاذب  استفاده از این فرآیند را از لحاظ اقتصادی توجیه می کند(14) .در بین مواد جاذب نانو ذره گرافن اکساید (GO) ماده به نسبت جدیدی است که به دلیل پتانسیل بالا،ظرفیت جذب و سطح ویژه ای که دارد برای حذف آلایند های آب مورد استفاده قرار می گیرد(15).گرافن اکساید به دلیل داشتن گروه های عاملی اکسیژن دار مختلف از قابلیت بالایی برای حذف  خوردار است(14).گرافن اکساید ، یک لایه از اکسید گرافیت می باشد که معمولا از اکسیداسیون گرافیت و بعد از آن پراکندگی و لایه لایه شدن در آب یا حلال های آلی مناسب به دست می آید . گرافن اکساید ،ورقه ای از گرافن است که با گروه های هیدروکسیل و اپوکسید پوشیده شده است (16).

هدف از این پژوهش تعیین کارایی نانو ذره گرافن اکسایدبه منظور تامین درصد حذف قابل قبولی از رزورسینول در محیط های آبی می‌باشد.

• در مطالعه ای که توسط لی و همکاران در سال 2013 انجام شد از کامپوزیت اصلاح شده با پلی آنیلین برای حذف رزورسینول از محیط های آبی استفاده شد که نشان داد ظرفیت جذب رزورسینول توسط کامپوزیت اصلاح شده با پلی آنیلین از 2/10 میلی گرم بر گرم  به 3/40 میلی گرم بر گرم افزایش یافته است .همچنین نشان داد که افزایش درجه حرارت و PH با عث کاهش جذب رزورسینول توسط کامپوزیت اصلاح شده می شود و شوری تاثیر قابل توجهی بر حذف رزوسینول توسط کامپوزیت اصلاح شده ندارد(17).
• در مطالعه  ژنگ و همکاران در  سال 2010 از گرافن اکساید جهت حذف آرسنات از آب های آشامیدنی استفاده شد که این مطالعه نشان دهنده حذف بیش از 95% آرسنات در آبهای با غلظت آرسناتppm 14/51 بود . همچنین راندمان حذف در طیف وسیعی از PH از 4 تا 9 مورد بررسی قرار گرفت که در PH بالاتر از 8 راندمان حذف کاهش پیدا کرد(18).
• در مطالعه ای  توسط محمد علی ززولی و همکاران در سال 2013 با عنوان مدل سازی ایزوترم و سینتیک جذب پی کرزول و رزورسینول از محلول های آبی بوسیله ارغوانی انجام شد، مطالعه  نشان داد که در PH بهینه برابر 3 و زمان تماس 90 دقیقه حداکثر میزان جذب رزورسینول از محلول های آبی 97% می باشد (19).

•             در مطالعه ای که توسط نقی زاده و محمد نیا در سال 1394 از نانو ذره گرافن اکساید به عنوان جاذب برای حذف فلوراید از محلول های آبی استفاده شد . بالاترین کارایی حذف فلوراید در PH برابر 3 مشاهده شد .همچنین مشاهده گردید که افزایش غلظت اولیه فلوراید با عث افزایش کارایی فرآیند حذف میگردد(16).

• در مطالعه کولیوند و همکاران در سال 1394 بررسی جذب متیلن بلو روی نانوصفحات گرافن اکساید پرداخته شد. نتایج آزمایش نشان دهنده توان بسیار بالای گرافن اکساید برای جذب متیلن بلو بود. به گونه ای که بیشترین مقدار جذب( 915 میلیگرم برگرم)در شرایطی با دوز جذب 05/0گرم بر لیتر، غلظت اولیه 50میلیگرم بر لیتر، 6 =pHو زمان تماس 2 ساعت به دست آمدکه در این شرایط 91 درصد حذف متیلن بلو را داشتیم(20).
• در مطالعه ای که توسط لی آاو و همکاران در سال 2007 با عنوان جذب رزورسینول از آب با استفاده از نانولوله ای کربنی چند دیواره انجام شد متغیرهای زمان اختلاط ، PH  ، غلظت جاذب و غلظت رزورسینول مورد مطالعه قرار گرفت که نشان داد در زمان اختلاط یک دقیقه ای نانو لوله های کربن چند دیواره قادر به حذف 60% رزورسینول می باشند .کاهش PH به کمتر از 6 با عث افزایش میزان جذب رزورسینول گردید. با افزایش غلظت جاذب راندمان افزایش داشته و با افزایش غلظت رزورسینول تاmg/ml 3/.  افزایش و با غلظت بیشتر از رزورسینول راندمان کاهش پیدا می کند .در نهایت نشان داد که نانو لوله های کربنی چند دیواره دارای پتانسیل بالایی در جذب رزورسینول از محلولهای آبی دارند(21).
• در مطالعه ای که توسط رانی و همکاران در سال 2016 با عنوان جذب رزورسینول از محلولهای آبی بر روی CTAB/NAOH         و کامپوزیت خاکستر فرار انجام شد نشان داد که جذب رزورسینول توسط  CTAB/NAOHوکامپوزیت خاکستر فرار در PH   بین 5 الی 7 بیشترین مقدار را داشته که با افزایش PH میزان جذب رزورسینول کاهش می یابد . همچنین حضور الکترولیت ها  مانند Nacl در محلول آبی دارای اثر منفی بر جذب رزورسینول بر روی CTAB/NAOH  و کامپوزیت خاکستر فرار  دارد و هنگامی که قدرت یونی محلول آبی از 8/0 میلی مول بر لیتر افزایش پیدا کند ظرفیت جذب رزورسینول کاهش می یابد.(22)

  ورود آلاینده های مختلف به محیط زیست باعث آلودگی منابع آب وهمچنین ازدسترس خارج شدن آن شده است. ‌افزایش‌ تقاضا وکمبود منابع ‌آب‌ تمیز ‌منجر به ‌توسعه‌ فناوری‌ها و روش‌های نوین برای ‌بازیابی‌آب‌ شده ‌است(1)تخلیه حجم قابل توجهی از پساب های صنعتی دارای ترکیبات آلی موجب به خطر افتادن سلامت انسان، افزایش بیماری ها ومشکلات جدی در محیط زیست می ‌شود. ترکیبات فنلی سرطانزا بوده و پتانسیل سمیت بالایی دارند که ازجمله این آلاینده های مهم است(2).

  رزورسینول (dihydroxy benzene1و3 ( یک ترکیب فنلی است که در پساب بسیاری از صنایع مانند نساجی ،کاغذ و خمیر کاغذ ،فولاد ، پتروشیمی ،پالایشگاه نفت ،لاستیک ،رنگ ، پلاستیک ،دارویی ،آرایشی و غیره وجود دارد(3). پساب حاصل از فرآیندهای تبدیل سوخت در زغال سنگهای مصنوعی حاوی غلظت رزورسینول و کتیکول از 1-1000 میلی گرم در لیتر  می باشند(4).

  ترکیبات فنلی برای موجودات زنده حتی در غلظت بسیار کم به دلیل سمیت آنها ، بوی بد و خواص سرطانزا بودن بسیار مضر می باشد (5). تکرار در معرض قرار گرفتن سطح پایین ترکیبات فنلی عوارضی از قبیل صدمه به کبد ،اسهالی ،زخم دهان ، ادرار تیره و کم خونی همو لیتیک می شود (6).

  رزورسینول یک ماده شیمیایی خطر ناک است که استنشاق آن باعث درد شکم ،تهوع ،بیهوشی ،قرمزی و درد بر روی پوست می شود . ودر صورت نفوذ به آبها باعث خطراتی برای ماهی ها و دیگر موجودات آبزی می شود. در صورتی که فردی بصورت طولانی مدت و مکرر در معرض رزورسینول قرار بگیرد آسیب هایی را برای کبد کلیه سیستم قلبی عروقی و غدد درون ریز و همچنین تحریک چشم را ایجاد می کند. رزورسینول بر روی پوست تاثیر گذاشته و باعث التهاب پوست می شود و ممکن است از طریق پوست جذب شده و متابولیسم را تحت تاثیر قرار دهد. بر اساس اعلام سازمان جهانتی بهداشت (WHO) مطالعات نشان داد که رزورسینول باعث اختلال عملکرد تیروئید ،اثرات آن بر سیستم عصبی مرکزی ،ناتوانی سیستم ایمنی بدن و با عث تغییر دادن سلول های قرمز خون می شود(7).

  با توجه به اهمیتی که فنل روی سلامتی انسان دارد استاندارد آن بر اساس رهنمود سازمان جهانی بهداشت برای غلظت فنل ها ، کلروفنل ها و 2،4،6تری کلرو فنل در آب آشامیدنی کمتر از 1/. میکروگرم در لیتر (ppb1/ (0می باشد .طبق استاندارد سازمان حفاظت محیط زیست آمریکا (US.EPA) میزان مجاز فنل در منابع آب جوامع انسانی و آب مورد استفاده برای پرورش ماهی 3/0 و 6/2 میلی گرم در لیتر می باشد .و بر اساس استاندارد کشور ژاپن مقدار مجاز در پساب های خروجی از تصفیه خانه های صنایع 5 میلیگرم در لیتر است (8). با توجه به رده بندی مواد شیمیایی سمی سازمان حفاظت محیط زیست آمریکا فنل ردیف 11 از بین 126 ماده شیمیایی سمی به خود اختصاص داده که این امر اهمیت زیاد حذف ترکیبات فنولی از فاضلاب وآب را نشان می دهد(9).

  تا کنون روشهایی برای حذف ترکیبات فنلی از آب یا محیط های آبی مورد استفاده قرار گرفته است از جمله فرآیند های تخریب مانند اکسیداسیون شیمیایی، روشهای جداسازی غشایی و جذب در مواد آلی و مواد معدنی  می باشد(10). بسیاری از این روش ها را به دلیل هزینه بالای عملیاتی ، هزینه های تعمیر و نگهداری ، تولید محصولات سمی جانبی و روش های تصفیه پییچیده در مقیاس واقعی نمی توان استفاده کرد. هزینه فرآیند های غشایی از نظر نصب و راه اندازی و هزینه عملیات خیلی بالاست(11) . روشهای الکتروشیمیایی نیز نیاز به ولتاژ بالا و راندمان ضعیفی برای تصفیه پسابهای با غلظت کم دارد یکی از روشهایی که در سالهای اخیر مورد توجه ویژه محققان قرار گرفته است استفاده از مواد نانو در روشهای تصفیه آب است(1, 12). فرآیند جذب به عنوان ارزانترین و موثرترین روش برای حذف ترکیبات آلی از آب می باشد که به علت عملکرد ساده و  وجود طیف وسیعی از جاذب ها به طور گسترده استفاده می شود(13). استفاده از جاذب های زیادی مانند کربن فعال ،گرانول کربن فعال ،رزین های مصنوعی ،پوسته نارگیل، ضایعات کشاورزی ،خاکستر و ذغال چوب برای حذف رزورسینول از محیط های آبی گزارش شده است(3). جاذب های نانو ساختار با سطح ویزه زیاد و قدرت بسیار بالا ضایعات کمتری تولید کرده و ضایعات آن ها قابلیت جمع آوری راحتر دارند همچنین علاوه بر کارایی  بسیار بالای فرآیند های جذبی ، امکان بازیابی و استفاده مجدد جاذب  استفاده از این فرآیند را از لحاظ اقتصادی توجیه می کند(14) .در بین مواد جاذب نانو ذره گرافن اکساید (GO) ماده به نسبت جدیدی است که به دلیل پتانسیل بالا،ظرفیت جذب و سطح ویژه ای که دارد برای حذف آلایند های آب مورد استفاده قرار می گیرد(15).گرافن اکساید به دلیل داشتن گروه های عاملی اکسیژن دار مختلف از قابلیت بالایی برای حذف  خوردار است(14).گرافن اکساید ، یک لایه از اکسید گرافیت می باشد که معمولا از اکسیداسیون گرافیت و بعد از آن پراکندگی و لایه لایه شدن در آب یا حلال های آلی مناسب به دست می آید . گرافن اکساید ،ورقه ای از گرافن است که با گروه های هیدروکسیل و اپوکسید پوشیده شده است (16).

  هدف از این پژوهش تعیین کارایی نانو ذره گرافن اکسایدبه منظور تامین درصد حذف قابل قبولی از رزورسینول در محیط های آبی می‌باشد.

• در مطالعه ای که توسط لی و همکاران در سال 2013 انجام شد از کامپوزیت اصلاح شده با پلی آنیلین برای حذف رزورسینول از محیط های آبی استفاده شد که نشان داد ظرفیت جذب رزورسینول توسط کامپوزیت اصلاح شده با پلی آنیلین از 2/10 میلی گرم بر گرم  به 3/40 میلی گرم بر گرم افزایش یافته است .همچنین نشان داد که افزایش درجه حرارت و PH با عث کاهش جذب رزورسینول توسط کامپوزیت اصلاح شده می شود و شوری تاثیر قابل توجهی بر حذف رزوسینول توسط کامپوزیت اصلاح شده ندارد(17).
• در مطالعه  ژنگ و همکاران در  سال 2010 از گرافن اکساید جهت حذف آرسنات از آب های آشامیدنی استفاده شد که این مطالعه نشان دهنده حذف بیش از 95% آرسنات در آبهای با غلظت آرسناتppm 14/51 بود . همچنین راندمان حذف در طیف وسیعی از PH از 4 تا 9 مورد بررسی قرار گرفت که در PH بالاتر از 8 راندمان حذف کاهش پیدا کرد(18).
• در مطالعه ای  توسط محمد علی ززولی و همکاران در سال 2013 با عنوان مدل سازی ایزوترم و سینتیک جذب پی کرزول و رزورسینول از محلول های آبی بوسیله ارغوانی انجام شد، مطالعه  نشان داد که در PH بهینه برابر 3 و زمان تماس 90 دقیقه حداکثر میزان جذب رزورسینول از محلول های آبی 97% می باشد (19).

• •             در مطالعه ای که توسط نقی زاده و محمد نیا در سال 1394 از نانو ذره گرافن اکساید به عنوان جاذب برای حذف فلوراید از محلول های آبی استفاده شد . بالاترین کارایی حذف فلوراید در PH برابر 3 مشاهده شد .همچنین مشاهده گردید که افزایش غلظت اولیه فلوراید با عث افزایش کارایی فرآیند حذف میگردد(16).

• در مطالعه کولیوند و همکاران در سال 1394 بررسی جذب متیلن بلو روی نانوصفحات گرافن اکساید پرداخته شد. نتایج آزمایش نشان دهنده توان بسیار بالای گرافن اکساید برای جذب متیلن بلو بود. به گونه ای که بیشترین مقدار جذب( 915 میلیگرم برگرم)در شرایطی با دوز جذب 05/0گرم بر لیتر، غلظت اولیه 50میلیگرم بر لیتر، 6 =pHو زمان تماس 2 ساعت به دست آمدکه در این شرایط 91 درصد حذف متیلن بلو را داشتیم(20).
• در مطالعه ای که توسط لی آاو و همکاران در سال 2007 با عنوان جذب رزورسینول از آب با استفاده از نانولوله ای کربنی چند دیواره انجام شد متغیرهای زمان اختلاط ، PH  ، غلظت جاذب و غلظت رزورسینول مورد مطالعه قرار گرفت که نشان داد در زمان اختلاط یک دقیقه ای نانو لوله های کربن چند دیواره قادر به حذف 60% رزورسینول می باشند .کاهش PH به کمتر از 6 با عث افزایش میزان جذب رزورسینول گردید. با افزایش غلظت جاذب راندمان افزایش داشته و با افزایش غلظت رزورسینول تاmg/ml 3/.  افزایش و با غلظت بیشتر از رزورسینول راندمان کاهش پیدا می کند .در نهایت نشان داد که نانو لوله های کربنی چند دیواره دارای پتانسیل بالایی در جذب رزورسینول از محلولهای آبی دارند(21).
• در مطالعه ای که توسط رانی و همکاران در سال 2016 با عنوان جذب رزورسینول از محلولهای آبی بر روی CTAB/NAOH         و کامپوزیت خاکستر فرار انجام شد نشان داد که جذب رزورسینول توسط  CTAB/NAOHوکامپوزیت خاکستر فرار در PH   بین 5 الی 7 بیشترین مقدار را داشته که با افزایش PH میزان جذب رزورسینول کاهش می یابد . همچنین حضور الکترولیت ها  مانند Nacl در محلول آبی دارای اثر منفی بر جذب رزورسینول بر روی CTAB/NAOH  و کامپوزیت خاکستر فرار  دارد و هنگامی که قدرت یونی محلول آبی از 8/0 میلی مول بر لیتر افزایش پیدا کند ظرفیت جذب رزورسینول کاهش می یابد.(22)

1- درصد حذف رزورسینول با استفاده از نانو ذره گرافن اکساید بر حسب pH های متفاوت چقدر است؟

2- درصد حذف رزورسینول با استفاده نانوذره گرافن اکساید بر حسب غلظت های متفاوت رزورسینول چقدراست؟

3- درصد حذف رزورسینول با استفاده از نانوذره گرافن اکساید بر حسب زمان های متفاوت تماس چقدر است؟

4- درصد حذف رزورسینول با استفاده از نانوذره گرافن اکساید بر حسب غلظت های متفاوت نانوذره گرافن اکساید چقدر است؟

5- درصد حذف رزورسینول با استفاده از نانوذره گرافن اکساید بر حسب دما های متفاوت چقدر است؟

تعیین کارایی حذف رزورسینول با استفاده از  نانو ذرات گرافن اکساید از محلول های آبی

1-تعیین درصد حذف رزورسینول با استفاده ازنانوذره گرافن اکساید بر حسب  pHهای متفاوت از محلول های آبی

2- تعیین درصد حذف رزورسینول با استفاده از نانوذره گرافن اکساید بر حسب غلظت های متفاوت رزورسنول از محلول های آبی

3-تعیین درصد حذف رزورسینول بااستفاده از نانوذره گرافن اکساید بر حسب زمان های متفاوت تماس در محلول های آبی

4- تعیین درصد حذف رزورسینول با استفاده ازنانوذره گرافن اکساید بر حسب غلظت های متفاوت نانوذره گرافن اکساید در محلول های آبی

5- تعیین درصد حذف رزورسینول با استفاده ازنانوذره گرافن اکساید بر حسب دما های متفاوت در محلول های آبی

وزارت نیرو، شرکت آب و فاضلاب

ندارد

تجربی - کاربردی

محلول های سنتیک حاوی غلظت های مختلف آلاینده رزورسینول

نمونه گیری پس از آزمایشات انجام می شود وتعداد نمونه ها با توجه به متغیر مورد پژوهش ویافتن بهینه ترین نقطه مطابق جدول زیر خواهد بود.

ضرورت ندارد

داده های مورد مطالعه از طریق قرائت مستقیم با دستگاه اسپکتوفتومتر مربوطه جمع آوری خواهد شد.

این مطالعه یک مطالعه بنیادی و درمقیاس آزمایشگاهی می باشد. به صورت سیستم ناپیوسته انجام می گیرد. دراین مطالعه رزوسینول محصول شرکت مرک آلمان برای تهیه نمونه ها استفاده می‌شود. در ابتدا محلول استوک رزوسینول تهیه می‌شود و سپس با استفاده از آب دوبار تقطیر برای رقیق سازی آن ، محلولهای با غلظت( 10،25،50،75،100،150،200،250،300) میلی گرم درلیترساخته می‌شود.

محلول سنتتیک تهیه شده را در درون ارلن ریخته سپس با استفاده از اسید کلریدریک  و یا سود PH در محدوده مورد نظر تنظیم و با اضافه کردن نانوذره به آن در محدوده مشخص، بر روی همزن مغناطیسی قرار خواهد گرفت. در انتهای زمان مورد نظر نمونه  برداشته خواهد شد.

نمونه برداشته شده پس از فیلتراسیون با فیلتر واتمن با فیلتر سرسرنگی، فیلتر خواهد شد. برای تعیین مقدار رزورسینول از دستگاه اسپکترفتومتر استفاده خواهد شد. طول موج بکار رفته 200- 400 نانومتر خواهد بود. اسپکتروفتومتر دستگاهی است که با استفاده از میزان جذب ویا میزان عبور نور از محلول ها، مقدار مواد را بدست می آورند. برای آنکه با استفاده از این دستگاه مقدار مواد مشخص شود نمودار استاندار آن ماده خاص بر اساس دو خاصیت دستگاه ( عبور ویا جذب) رسم خواهد شد. با اندازه گیری یکی از این دوخاصیت در نمونه مجهول مقدار ماده مورد نظر بدست خواهد آمد.

تعیینpHبهینه

به منظورتعیین pH  بهینه با متغییر گرفتن آن وبا ثابت گرفتن متغییرهای غلظت رزوسینول ،زمان تماس، غلظت جاذب و دما آزمایش پیش خواهد رفت. با استفاده ازاسیدکلریدریک ویا هیدروکسیدسدیم 1/ . نرمال، pH درمحدوده 3 تا 11 تنظیم خواهدشد. کلیه آزمایشات درارلن اجرا می شود. درانتهای زمان مورد نظر نمونه برداشته شده وپس از عبور از فیلتر واتمن و سپس فیلترسرسرنگی مقدار جذب در طول موج اسکن شده قرائت خواهد شد.

تعیین دمای بهینه

به منظورتعیین دمای بهینه با ثابت نگهداشتن متغیرهای غلظت رزوسینول ،  PH بهینه، غلظت جاذب وزمان تماس آزمایش پیش خواهد رفت . با استفاده از هیتر دمای محلول از20تا40درجه سانتیگراد انتخاب خواهد شد. درانتهای فرآیند نمونه ها ازکاغذ صافی واتمن عبورداده می شود وپس از عبور از فیلتر سر سرنگی، جذب دردستگاه قرائت خواهد شد.

تعیین غلظت بهینه رزوسینول

جهت تعیین غلظت بهینه رزوسینول با متغییر گرفتن آن وثابت گرفتن pHبهینه، دمای بهینه ودیگر متغییر ها آزمایش در ارلن انجام خواهد گرفت درنهایت بالاترین درصد حذف رزوسینول توسط جاذب  به عنوان نقطه بهینه انتخاب خواهدشد

تعیین دوزبهینه نانوذره

جهت تعیین دوزنانوذره ،با ثابت نگهداشتن سایر متغیرهای آزمایش، نمونه تهیه شده را در راکتور ریخته شده وpH با استفاده ازاسیدیا قلیادرمحدودهpH بهینه تنظیم خواهد شد. دوزهای مختلف نانوذره از 05/. تا4/2گرم در لیتر در ارلن ریخته خواهد شد. بالاترین درصد حذف به عنوان دوز بهینه نانو ذره انتخاب خواهد شد.

داده ها در نرم افزار Exel رسم خواهد شد . نقاط بهینه بدست امده با یافته های دیگران  مقایسه و بحث انجام خواهد شد.

بند 9 ملاحظات اخلاقی رعایت خواهد شد. سعی خواهد شد کمترین صدمه به محیط زیست وارد شود.بند 11 و 14 و 29 و30 هم در نظر گرفته خواهد شد.

ندارد

گرافن اکساید،رزورسینول،نانوذره،محلول های آبی

Uncategorized References

1.            Ferreira M, Pinto M, Neves I, Fonseca A, Soares O, Órfão J, et al. Electrochemical oxidation of aniline at mono and bimetallic electrocatalysts supported on carbon nanotubes. Chemical Engineering Journal. 2015;260:309-15.

2.            El-Safty SA, Shahat A, Ismael M. Mesoporous aluminosilica monoliths for the adsorptive removal of small organic pollutants. Journal of hazardous materials. 2012;201:23-32.

3.            Agarwal S, Rani A. Adsorption of resorcinol from aqueous solution onto CTAB/NaOH/flyash composites: Equilibrium, kinetics and thermodynamics. Journal of Environmental Chemical Engineering. 2017;5(1):526-38.

4.            Kumar A, Kumar S, Kumar S. Adsorption of resorcinol and catechol on granular activated carbon: equilibrium and kinetics. Carbon. 2003;41(15):3015-25.

5.            Din ATM, Hameed B, Ahmad AL. Batch adsorption of phenol onto physiochemical-activated coconut shell. Journal of Hazardous Materials. 2009;161(2):1522-9.

6.            Singh KP, Malik A, Sinha S, Ojha P. Liquid-phase adsorption of phenols using activated carbons derived from agricultural waste material. Journal of hazardous materials. 2008;150(3):626-41.

7.            Aghav R, Kumar S, Mukherjee S. Artificial neural network modeling in competitive adsorption of phenol and resorcinol from water environment using some carbonaceous adsorbents. Journal of Hazardous Materials. 2011;188(1):67-77.

8.            Bukowska B, Kowalska S. Phenol and catechol induce prehemolytic and hemolytic changes in human erythrocytes. Toxicology letters. 2004;152(1):73-84.

9.            Shakir K, Ghoneimy H, Elkafrawy A, Beheir SG, Refaat M. Removal of catechol from aqueous solutions by adsorption onto organophilic-bentonite. Journal of hazardous materials. 2008;150(3):765-73.

10.         Mukherjee S, Kumar S, Misra AK, Fan M. Removal of phenols from water environment by activated carbon, bagasse ash and wood charcoal. Chemical Engineering Journal. 2007;129(1):133-42.

11.         Tomar V, Kumar D. A critical study on efficiency of different materials for fluoride removal from aqueous media. Chemistry Central Journal. 2013;7(1):1.

12.         Eslami A, Yazdabakhsh AR, Daraee H, Karimi FS. Removal of 4-chlorophenol from aqueous solutions using graphene oxide nanoporous adsorbent. Journal of Water & Wastewater. 2015 Jan 1;26(1):95

13.         Mohapatra M, Anand S, Mishra B, Giles DE, Singh P. Review of fluoride removal from drinking water. Journal of Environmental Management. 2009;91(1):67-77.

14.         Deng J-H, Zhang X-R, Zeng G-M, Gong J-L, Niu Q-Y, Liang J. Simultaneous removal of Cd (II) and ionic dyes from aqueous solution using magnetic graphene oxide nanocomposite as an adsorbent. Chemical Engineering Journal. 2013;226:189-200.

15.         Mohammadnia M, Naghizadeh A. Surveying of kinetics, thermodynamic, and isotherm processes of fluoride removal from aqueous solutions using graphene oxide nano particles. Journal of Birjand University of Medical Sciences. 2016;23(1):29-43.[Persian].

16.         SHESHMANI S, ARAB FM, AMINI R. IRON (III) HYDROXIDE/GRAPHENE OXIDE NANO COMPOSITE AND INVESTIGATION OF LEAD ADSORPTION. JOURNAL OF APPLIED RESEARCHES IN CHEMISTRY (JARC)   WINTER 2013 , Volume 6 , Number 4; Page(s) 17 To 23 .

17.         Li Q, Yu H, Song J, Pan X, Liu J, Wang Y, et al. Synthesis of SBA-15/polyaniline mesoporous composite for removal of resorcinol from aqueous solution. Applied Surface Science. 2014;290:260-6.

18.         Zhang K, Dwivedi V, Chi C, Wu J. Graphene oxide/ferric hydroxide composites for efficient arsenate removal from drinking water. Journal of hazardous materials. 2010;182(1):162-8.

19.         ن r مدل‌سازی ایزوترم و سینتیک جذب پی‌کرزول و رزورسینول از محلولهای آبی توسط اویارسلام ارغوانی. شانزدهمین همایش ملی بهداشت محیط ایران-مهر 1392; 2013 .

20.         شهبازی ا, کولیوند ح, حبیب, هاشمی. حذف متیلن بلو از محلول‌های آبی با استفاده از نانوصفحات گرافن اکساید: مطالعه‌ سینتیک و ایزوترم. مهندسی عمران مدرس. 2015;15:191-8.

21.         Liao Q, Sun J, Gao L. The adsorption of resorcinol from water using multi-walled carbon nanotubes. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2008;312(2):160-5

22.        Agarwal S, Rani A. Adsorption of resorcinol from aqueous solution onto CTAB/NaOH/flyash composites: Equilibrium, kinetics and thermodynamics. Journal of Environmental Chemical Engineering. 2017;5(1):526-38 .

ندارد

پژوهش از نوع تجربی و آزمایشگاهی است که در ازمایشگاه دانشکده بهداشت انجام خواهد گرفت

وجود ندارد

کلیه ایتم ها تحت کنترل محقق قرار دارد

وجود ندارد

هیچ عوارضی وجود ندارد

از طرف معاونت محترم پژوهشی تامین خواهد شد.

وجود ندارد

نیاز به محرمانه بودن نیست

کامل به پرسش ها پاسخ داده خواهد شد.

وجود ندارد

با توجه به نوع مطالعه نیاز نیست