جذب سطحی والریک‌اسید از محیط آبی به‌وسیلۀ کربن فعال

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی شیمی -دانشکده فنی ومهندسی -دانشگاه گیلان رشت-ایران

2 گروه مهندسی شیمی- دانشکده فنی و مهندسی -دانشگاه گیلان رشت-ایران

3 گروه مهندسی شیمی دانشکده فنی دانشگاه گیلان

4 دانشگاه گیلان

چکیده

در پژوهش حاضر، جداسازی والریک‌اسید به‌روش جذب سطحی با کربن فعال در دماهای گوناگون ارزیابی‌شد. عوامل مختلفی شامل زمان، دوز جاذب، درجۀ حرارت،  pH، اندازۀ ذره و غلظت اولیه مطالعه‌شد. زمان تعادل، دوز جاذب و دمای مطلوب به‌ترتیب 120 دقیقه،
1 گرم و 45 درجۀ سلسیوس مشاهده‌شد.
pH مناسب برابر 4 تعیین شد. با بررسی روابط هم‌دمایی، الگوی لانگمویر با نتایج آزمایشگاهی تطابق مناسبی داشت. طبق این الگو، بالاترین ظرفیت جذب 078/196 میلی­گرم بر گرم حساب‌شد. به‌علاوه، الگوی شبه مرتبۀ دوم همبستگی بیشتری را در میان سایر روابط جنبش‌شناختی از خود نشان داد. علامت‌های منفی انرژی آزاد گیبس و مثبت آنتالپی به‌ترتیب، بیانگر خود­به­خودی و گرماگیر بودن فرایند است. هم‌چنین، علامت مثبت تغییرات آنتروپی در این پژوهش گویای افزایش فعالیت ذرات در حین جذب بر روی کربن فعال تسن.

کلیدواژه‌ها


[1]        Badawi, H. M., Förner, W., Ali, S. A., "A study of the experimental and theoretical infrared, Raman, 1H and 13C NMR spectra of the biochemicals valeric and valproic acids", Journal of Molecular Structure, 1075: pp. 494-503, (2014).
[2]        Hansen, O. C., Pedersen, E., "Migration and health assessment of chemical substances in surface treated wooden toys", Danish Environmental Protection Agency, 60: pp. 37-47, (2005).
[3]        El-Sayed, Y., Bandosz, T. J., "Adsorption of valeric acid from aqueous solution onto activated carbons: role of surface basic sites", Journal of colloid and interface science, 273: pp. 64-72, (2004).
[4]        Seader, J. D., Henley, E. J., Roper, D. K., "Separation process principles", 1st ed.,Wiley, New York, (1998).
[5]        Treybal, R. E., "Mass transfer operations", 2nd ed., McGraw-Hill, New York, (1980).
[6]        Ruthven, D. M., "Principles of adsorption and adsorption processes", 1st ed., John Wiley & Sons, New York, (1984).
[7]        Giles, C. H., "Studies in adsorption", 1st ed., McGraw-Hill, New York , (1961).
[8]        Ruthven, D. M., Pressure, F., "Swing Adsorption", 1st ed., VCH Publishers, New York, (1994).
[9]        Bansal, R. C., Goyal, M. , "Activated carbon adsorption", 1st ed., CRC press, New York, (2005).
[10]      Crittenden, J. C., Weber, W. J., "Model for design of multicomponent adsorption systems", Journal of the Environmental Engineering Division, 104:
pp. 1175-1195, (1978).
[11]      Ho, Y. S., "Review of second-order models for adsorption systems", Journal of hazardous materials, 136: pp. 681-689, (2006).
[12]      Jaafar, S. N., "Adsorption study-dye removal using clay", 1st ed., KUKTEM, Malaysia, (2006).
[13]      Akrout, H. , Jellali, S., Bousselmi, L., "Enhancement of methylene blue removal by anodic oxidation using BDD electrode combined with adsorption onto sawdust", Comptes Rendus Chimie, 18: pp. 110-120, (2015).
[14]      Pérez, R., Utrilla, J., Pacheco, C. , Polo, M., Peñalver, J., "Kinetic study of tetracycline adsorption on sludge-derived adsorbents in aqueous phase", Chemical engineering journal, 213: pp. 88-96, (2012).
[15]      Asgari, G., Mortazavi, S. B., Hashemian, S. J., Mosavi, S. G., "Evaluation of Performance Catalytic Ozonation Process with Activated Carbon in the Removal of Humic Acids from Aqueous Solutions", Avicenna Journal of Clinical Medicine, 17: pp. 25-33, (2011).
[16]      Bailey, S. E., Olin, T. J., Bricka, R. M., Adrian, D. D., "A review of potentially low-cost sorbents for heavy metals", Water research, 33: pp. 2469-2479, (1999).
 
 
[17]      Mahmoud, M. E., Nabil, G. M., El-Mallah, N. M., Bassiouny, H. I., Kumar, S., Fattah, T. M., "Kinetics, isotherm, and thermodynamic studies of the adsorption of reactive red 195 A dye from water by modified Switchgrass Biochar adsorbent", Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 37:
pp. 156-167, (2016).
[18]      Alguacil, D., Tervoort, E., Cattin, C., Gauckler, L. J., "Contact angle and adsorption behavior of carboxylic acids on α-Al2O3 surfaces", Journal of colloid and interface science, 353: pp. 512-518, (2011).
[20]      Ashraf Talesh, S. S., Yousefi Jolandan, H., "Fixed bed adsorption/desorption of Valeric acid from aqueous solution using granular activated charcoal", Iranian Journal of Chemistry and Chemical Engineering, in press, (2019).
[21]    قنادزاده گیلانی، ح.، جنگجوی شالدهی, ط.، ”بررسی پارامتر‌ های مؤثر بر استخراج اسید والریک به کمک سیستم‌ های دوفازی آبی"، نشریۀ شیمی و مهندسی شیمی ایران، 37(3)، (1397).
[22]      Liu, Z., Li, Y., Han, L., Li, J., Liu, J., Zhao, Z., Nie, W., Liu, Y., Wang, R., "PDB-wide collection of binding data: current status of the PDBbind database", Bioinformatics, 31: pp. 405-412, (2015).
[23]      El-Shafey, E., Ali, S. N., Al-Busafi, S., Al-Lawati, H. A., "Preparation and characterization of surface functionalized activated carbons from date palm leaflets and application for methylene blue removal", Journal of environmental chemical engineering, 4:
pp. 2713-2724, (2016).
[24]      Luo, J., Lu, J. , Niu, Q., Chen, X., Wang, Z., Zhang, J., "Preparation and characterization of benzoic acid-modified activated carbon for removal of gaseous mercury chloride", Fuel, 160: pp. 440-445, (2015).
[25]      Uslu, H., "Adsorption equilibria of formic acid by weakly basic adsorbent Amberlite IRA-67: Equilibrium, kinetics, thermodynamic", Chemical Engineering Journal, 155: pp. 320-325, (2009).
[26]      Pimentel, P. M., Melo, M. A. F., Melo, D. M. A., Assunção, A. L. C., Henrique, D. M., Silva, C. N., González, G., "Kinetics and thermodynamics of Cu (II) adsorption on oil shale wastes", Fuel processing technology, 89: pp. 62-67, (2008).
[27]      Mostaedi, M., Asadollahzadeh, M., Hemmati, A., Khosravi, A., "Equilibrium, kinetic, and thermodynamic studies for biosorption of cadmium and nickel on grapefruit peel", Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers, 44: pp. 295-302, 2013.
[28]      Ebrahimi, A., Ehteshami, M., Dahrazma, B., "Isotherm and kinetic studies for the biosorption of cadmium from aqueous solution by Alhaji maurorum seed", Process Safety and Environmental Protection, 98: pp. 374-382, (2015).
[29]      Gök, A., Gök, M. K., Aşçı, Y. S., Lalikoglu, M., "Equilibrium, kinetics and thermodynamic studies for separation of malic acid on layered double hydroxide (LDH)", Fluid Phase Equilibria, 372: pp. 15-20, (2014).
[30]      Ashokkumar, M., Mulvaney, P., Grieser, F., "The effect of pH on multibubble sonoluminescence from aqueous solutions containing simple organic weak acids and bases", Journal of the American Chemical Society, 121: pp. 7355-7359, (1999).
[31]      Nguyen, T., Ngo, H. H., Guo, W. S., Zhang, J., Liang, S., Yue, Q. Y., Li, Q., Nguyen, T. V., "Applicability of agricultural waste and by-products for adsorptive removal of heavy metals from wastewater", Bioresource technology, 148: pp. 574-585, (2013).
[32]      Dada, A., Olalekan, A., Olatunya, A., Dada, O., "Langmuir, Freundlich, Temkin and Dubinin–Radushkevich isotherms studies of equilibrium sorption of Zn2+ unto phosphoric acid modified rice husk", Journal of Applied Chemistry, 3: pp. 38-45, (2012).
[33]    حسین, ق. گ.، علی، ق. گ.، پریسا، آ.، ”بررسی جذب فنل از محلول های آبی با استفاده از کربن هستۀ انار"، نشریۀ شیمی و مهندسی شیمی ایران، 37(3)، (1397).
[34]      Al-Anber, Z. A., Al-Anber, M. A., Matouq, M., Al-Ayed, O., Omari, N. M., "Defatted Jojoba for the removal of methylene blue from aqueous solution: Thermodynamic and kinetic studies", Desalination, 276: pp. 169-174, (2011).
[35]      Edmiston, P. L., Gilbert, A. R., Harvey, Z., Mellor, N., "Adsorption of short chain carboxylic acids from aqueous solution by swellable organically modified silica materials", Adsorption, 24: pp. 53-63, (2018).
[37]      Liu, Z., Xia, Y., Lai, Q., An, M., Liao, Y., Wang, Y., "Adsorption behavior of mixed dodecane/n-valeric acid collectors on low-rank coal surface: Experimental and molecular dynamics simulation study", Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 583: p. 123840, (2019).