رویکرد روش شناسی سطح پاسخ در بهینه سازی جذب +CU2، +Ni2 و +PB2 با کربن فعال شده
چکیده
هدف پژوهش حاضر بهینه سازی جذب یون های فلزات سنگین به واسطه کربن فعال (AC) مشتق از پوست موز با استفاده از روش سطح پاسخ (RSM) می باشد که از طرح مرکب مرکزی (CCD) برخوردار است. پوست موز ارزان، غیر سمی و در دسترس در معرض کربونیزاسیون و متعاقب آن فعالسازی هیدروکسید پتاسیم (KOH) برای تولید کربن فعال (AC) متخلخل قرار گرفت و سپس بر اساس تجزیه و تحلیل میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و طیف نگاری مادون قرمز با تبدیل فوریه (FTIR) توصیف گردید. در مطالعه روش شناسی سطح پاسخ (RSM)، اثرات فردی و متقابل سه متغیر حیاتی شامل: غلظت یون های فلزات سنگین، pH محلول و دوز کربن فعال (AC) بر ظرفیت جذب بهینه سازی گردید. ترتیب ظرفیت جذب حداکثری یون عبارتست از: (34.5 mg/g) +PB2 ˂ (27.4 mg/g) +Ni2 ˂ (14.3 mg/g) +CU2 که به خوبی با آزمایشات راستی آزمایی همخوانی داشته و قابلیت اطمینان و مناسب بودن رویکرد بهینه سازی را آشکار می سازد. افزون بر این، نتایج حاصل از مطالعه ایزوترم نشان می دهد که مدل لانگمیر را می توان به نحو احسن برای توصیف رفتار جذب +CU2 و +Ni2 به واسطه کربن فعال شده مشتق از پوست موز، مورد استفاده قرار داد.
1. مقدمه
در سالیان اخیر، حذف آلاینده ها با استفاده از کربن های فعال (AC) حاصل از منابع طبیعی کم هزینه به عنوان یک راه حل سبز و مقرون به صرفه برای مشکلات زیست محیطی چالش برانگیز کنونی محقق شده است [1-3]. بسیاری از مطالعات امکان تبدیل انواع ضایعات غیر سمی، ارزان و فراوان کشاورزی مانند: پوست نارگیل، تفاله چای، پوسته برنج، تفاله نیشکر، پوست میوه، به کربن های فعال (AC) کم هزینه اما با بازده بالا مشخص گردیده است [4-8]. گزارش شده که کربن های فعال مشتق از برخی ضایعات کشاورزی دارای خواص برجسته ای مانند: مساحت سطحی بزرگ، گروه های عاملی متنوع، و تخلخل بالا در راستای ارائه بازده بالا در جذب سموم آلی و معدنی مختلف هستند [9،10]. از این رو، این مواد به عنوان جایگزین های مناسبی برای کربن های فعال پرهزینه تجاری تلقی شده که اغلب از طریق مواد تشکیل دهنده تجدید ناپذیر و گرانقیمت تولید می گردند.
abstract
This study aims at optimizing the adsorption of heavy metal ions onto banana peel derived activated carbon (AC) using response surface methodology (RSM) involving central composite design (CCD). The cheap, non-toxic and locally available banana peel was subjected to carbonization and subsequently KOHactivation to produce the porous AC, which was then characterized by SEM and FTIR analyses. In RSM study, the individual and interactive effects of three critical variables including heavy metal ion concentration, pH of solution and AC dosage on the adsorption capacity were optimized. The maximum adsorption capacity appeared to follow the order: Cu2+ (14.3 mg/g) < Ni2+ (27.4 mg/g) < Pb2+ (34.5 mg/g) that agreed well with the verification experiments, revealing the reliability and suitability of the optimization approach. In addition, the results of isotherm study show that the Langmuir model can be used to best describe the adsorption behavior of Cu2+ and Ni2+ onto the banana peel derived activated carbon.
1. Introduction
In recent years, removal of pollutants using activated carbons (ACs) fabricated from low-cost natural resources has been realized as a green and cost-efficient solution to the currently challenging environmental problems [1–3]. Many studies have demonstrated the possibility of converting a variety of non-toxic, cheap and abundant agricultural wastes, such as coconut shell, tea waste, rice husk, sugar cane bagasse, fruit peels, into low-cost but highperformance ACs [4–8]. Some agriculture waste derived activated carbons with outstanding properties like large surface area, diverse functional groups, and high porosity were reported to exhibit high efficiency in adsorption of various organic and inorganic toxicants [9,10]. Hence, they are concerned as appropriate alternatives to costly commercial activated carbons which are often produced from non-renewable and expensive precursors.
چکیده
1. مقدمه
2. روند آزمایش
2.1. ساخت کربن فعال از پوست موز
2.2. ابزارها و تکنیک ها
2.3. آزمایشات جذب گروهی
2.4. طرح آزمایشی با روش سطح پاسخ (RSM)
3. نتایج و بحث
3.1. توصیف خصوصیات کربن فعال شده (AC) مشتق از پوست موز
3.2. مدل های درجه دوم جذب یون فلزات سنگین به واسطه کربن فعال مشتق از پوست موز
3.3. اثر عوامل تاثیرگذار بر جذب یون های فلزات سنگین به واسطه کربن فعال (AC) مشتق از پوست موز
3.4. مطالعه ایزوترم جذب
4. نتیجه گیری
abstract
1. Introduction
2. Experimental procedure
2.1. Fabrication of activated carbon from banana peel
2.2. Instruments and techniques
2.3. Batch adsorption experiments
2.4. Experimental design with RSM
3. Results and discussion
3.1. Characterization of the banana peel derived activated carbon (AC)
3.2. Quadratic models for adsorption of heavy metal ions onto the banana peel derived activated carbon (AC)
3.3. Effect of influential factors on the adsorption of heavy metal ions onto the banana peel derived activated carbon (AC)
3.4. Adsorption isotherm study
4. Conclusion
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه