جذب سطحی رنگزاها از پساب با استفاده چارچوبهای فلز-آلی: متغیرهای عملیاتی، سینتیک و ایزوترم

نوع مقاله : مقاله مروری

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری گروه مهندسی عمران آب، دانشگاه آزاد واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران

2 گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه صنعتی قم، قم، ایران

3 دانشیار مهندسی عمران –آب، دانشگاه آزاد واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران

4 پژوهشگاه استاندارد - کرج - ایران

10.30509/jscw.2025.167614.1251

چکیده

با توسعه سریع صنایع و افزایش جمعیت، پساب‌های زیادی می شوند که دارای آلاینده‌های شیمیایی مختلف آلی و معدنی هستند. رنگزاها یک گروه وسیعی از مواد آلی می باشند. در میان مقادیر زیاد رنگزاهای تولید شده سالانه، 70٪ متعلق به رنگزا‌های مبتنی بر گروه آزو هستند. رنگزا‌های آزو بزرگترین گروه در بین گروه‌های مختلف رنگزا‌های نساجی و پرکاربردترین رنگزا‌ها در صنعت نساجی هستند. واضح است که پساب رنگرزی نساجی حاوی مقادیر قابل توجهی از مواد مختلف می باشند. قرار گرفتن انسان در معرض رنگزا‌ها می‌تواند عواقب جدی برای سلامتی، از جمله سرطان، سوزش پوست و مشکلات تنفسی داشته باشد. در نتیجه باید این پسابها باید با روشهای مختلفی مانند جذب سطحی، اکسیداسیون و نظایر آن تصفیه شوند. ساختار پیچیده آروماتیک رنگزا‌ها، آن‌ها را در برابر روش‌های تصفیه مرسوم مقاوم می‌کند و چالش‌های زیست‌محیطی قابل توجهی را ایجاد می‌کند. فرآیند جذب سطحی یک روش مناسب و کارآمد برای این ترکیبات می باشند. اخیرا، چارچوبهای فلز – آلی به دلیل داشتن ویژگیهای منحصر به فرد مانند ساختار قابل تنظیم، مساحت سطح بالا و ساختار متخلخل به مقدار زیادی بعنوان جاذب در حذف آلاینده ها مختلف استفاده شدند. در این مقاله طبقه بندی رنگزاها، اثرات آنها بر محیط زیست و سمیت رنگزاها از جمله جهش زایی با جزئیات بررسی شده است. رنگبری با چارچوبهای فلز – آلی مختلف به عنوان جاذبهای موثر به طور گسترده مطالعه شده است. روشهای شناسایی جاذبهای سنتز شده با آنالیزهای مختلف و روش انجام فرایند جذب رنگزا بررسی شده است. همچنین متغیرهای مختلف رنگبری (بررسی تاثیر مقدار اولیه جاذب، بررسی تاثیر غلظت اولیه رنگزا و بررسی تاثیر pH اولیه رنگزا)، سینتیک جذب، ایزوترم جذب، مکانیسمهای جذب و قابلیت استفاده مجدد از جاذبها مورد بررسی قرار گرفتند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Dyes Adsorption from Wastewater Using Metal-Organic Frameworks: Operational Parameters, Kinetics, and Isotherms

نویسندگان [English]

  • Reza Soleimani 1
  • Bayramali Mohammadnezhad 2
  • Seyed Abbas Hosseini 3
  • Mahroo Khaleghi Moghaddam 4
1 Department of Civil Engineering, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran.
2 Department of Civil Engineering, Faculty of Technical Engineering, Qom University of Technology (QUT), Qom, Iran;
3 Department of Civil Engineering, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
4 Faculty of Chemistry and Petrochemical Engineering, Standard Research Institute (SRI), P.O. Box 31745-139, Karaj, Iran
چکیده [English]

These wastewaters must be treated by various methods such as adsorption, oxidation. The complex aromatic structure of dyes makes them resistant to conventional treatment methods and poses significant environmental challenges. Adsorption is a suitable and efficient method for these compounds. Recently, metal-organic frameworks have been widely used as adsorbents for the removal of various pollutants due to their unique properties such as tunable structure, high surface area and porous structure. In this paper, the classification of dyes, their effects on the environment and the toxicity of dyes including mutagenicity are reviewed in detail. Dye removal with various metal-organic frameworks as effective adsorbents has been extensively studied. Methods of identifying the synthesized adsorbents by various analyses and the method of performing the dye adsorption process have been investigated. Also, various dye removal parameters (investigating the effect of the initial amount of adsorbent, investigating the effect of the initial dye concentration, and investigating the effect of the initial dye pH), adsorption kinetics, adsorption isotherm, adsorption mechanisms, and reusability of adsorbents were investigated.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Dye wastewater
  • dye adsorption
  • kinetics and isotherms
  • operating parameters
  • metal-organic framework

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 03 شهریور 1404
  • تاریخ دریافت: 03 مرداد 1404
  • تاریخ بازنگری: 03 شهریور 1404
  • تاریخ پذیرش: 03 شهریور 1404