مهندسی شیمی ایران

مهندسی شیمی ایران

کیتوزان پوست میگو اصلاح شده: سنتز، شناسایی و کاربرد برای حذف فسفات از فاضلاب

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشگاه یاسوج
2 گروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه یاسوج، یاسوج، ایران
10.22034/ijche.2025.495992.1485
چکیده
حذف فسفات از آب های آلوده یکی از مهم ترین مشکلات زیست محیطی است. هدف در این مطالعه حذف فسفات از پساب شهری توسط کامپوزیت سه جزئی کیتوزان پوسته میگو/کربن فعال/نانوذرات آهن سنتز شده از طریق روش سونو شیمیایی بود. کیتوزان از پوسته میگو از طریق روش سونوشیمیایی سنتز شد و سپس با استفاده از کربن فعال شده پوست پرتقال از طریق سنتز کامپوزیت سه جزئی کیتوزان/کربن فعال/نانوذرات آهن (CACIC ) اصلاح شد. شناسایی گروه‌های عاملی کامپوزیت، مورفولوژی سطح و منافذ آن و خواص تخلخل با تکنیک‌های FTIR، SEM و BET مورد بررسی قرار گرفت. اثر pH محلول (1-6)، مقدار جاذب (05/0-15/0 گرم) و غلظت آلاینده (mg/L 20-100) بر عملیات جذب بررسی شد و شرایط عملیاتی بهینه با استفاده از طرح مرکب مرکزی تعیین شد. الگوهای جنبشی شبه درجه اول، شبه درجه دوم، نفوذ درون ذره و بوید برای به تصویر کشیدن داده‌های جنبشی و همچنین ایزوترم های فروندلیچ، لانگمویر، و دوبینین-رادوشکویچ برای تحلیل تعادل داده‌های جذب مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج نشان داد که جذب سینتیک شبه درجه دوم را تایید می کند (R2=1). همچنین در بین ایزوترم های مورد مطالعه، الگوی لانگمویر به خوبی جذب فسفات روی کامپوزیت را توصیف کرد (9996/0=R2) و حداکثر ظرفیت جذب 5/312 میلی گرم بر گرم کامپوزیت بود. pH بهینه جذب فسفات 92/5 بود. میزان فسفات جذب شده توسطCACIC در شرایط بهینه برابر با mg/g 05/97 بدست آمد. به طور کلی می توان گفت که کامپوزیت کیتوزان/کربن فعال پوست پرتقال/نانوذرات آهن عملکرد خوبی در فرآیند جذب یون فسفات در فرآیند جذب ناپیوسته دارد.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Modified shrimp-shell chitosan: Synthesis, characterization and application for phosphate removal from wastewater

نویسندگان English

hakimeh sharififard 1
Khadijeh Amirsadat 2
Asghar lashanizadegan 2
1 Department of Chemical Engineering, Yasouj University, Yasouj, Iran
2 Department of Chemical Engineering, Yasouj University, Yasouj
چکیده English

Phosphate removal from polluted waters is one of the most important environmental problems. This study aimed to remove phosphate from municipal wastewater by a ternary composite of shrimp shell- chitosan/activated carbon/iron nanoparticles synthesized via the sonochemical method. Chitosan was synthesized from shrimp shell via sonochemical method and then modified using orange peel-activated carbon via synthesis of a ternary composite of chitosan/activated carbon/iron nanoparticles (CACIC). Identification of the composite functional groups, the morphology of its surface and pores, and porosity properties were investigated by FTIR, SEM, and BET techniques. The effect of solution pH (1-6), adsorbent amount (0.05-0.15 g), and pollutant concentration (20-100 mg/L) on the adsorption operation was investigated and the optimal operating conditions were determined using the Central Composite Design (CCD). Pseudo-first-degree, pseudo-second-degree, intra-particle diffusion, and Boyd kinetic patterns were utilized to portray the kinetic data, as well as the Langmuir, Freundlich, and Dubinin-Radushkevitch isotherms to describe the adsorption equilibrium data. The results offered that the adsorption confirmed the pseudo-second-degree kinetics (R2=1). Also, among the studied isotherms, the Langmuir pattern described well the phosphate adsorption upon the composite (R2=0.9996) and the maximum adsorption valence was 312.5 mg of phosphate /g composite. The optimum pH of phosphate uptake was 5.92. The amount of phosphate adsorbed by CACIC under optimal conditions was 97.05 mg/g. In general, it can be said that the composite of chitosan/orange peel-activated carbon/iron nanoparticles performs well in the process of phosphate ion adsorption in discontinuous adsorption.

کلیدواژه‌ها English

Phosphate
Chitosan
Activated carbon
Domestic wastewater