کاربرد نانوذرات اکسید آهن و هیدروکسی‌آپاتیت در حذف رنگزای ریمازول بلک B از آب

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ملایر، ملایر، ایران

2 دانشگاه ملایر، ملایر ایران

3 دانشگاه ملایر، ملایر ، ایران

4 دانشگاه ملایر، ملایر، ایران

10.30509/jscw.2025.167564.1244

چکیده

چکیده

در این پژوهش، کارایی نانوذرات اکسید آهن و نانو هیدروکسی ‌آپاتیت در حذف رنگزای صنعتی ریمازول بلک B از محلول‌های آبی با استفاده از فرآیند جذب سطحی بررسی شد. آزمایش‌ها تحت شرایط مختلفی شامل pH، دما، زمان تماس و مقدار جاذب انجام گرفت. نانو ذره اکسید آهن در pH برابر 3، دمای°C 35 و زمان تماس min 180، راندمان جذب 78.50 درصد داشت. در حالی که نانو هیدروکسی ‌آپاتیت در شرایط مشابه با دمای °C 15 و زمان تماس min 20، راندمان 53.75 درصد را نشان داد. مدل سینتیکی شبه مرتبه دوم و مدل فروندلیچ برای هر دو جاذب برازش مناسبی داشتند که به‌ ترتیب بیانگر جذب شیمیایی و ناهمگن بودن سطوح جذب است. مطالعات ترمودینامیکی نیز نشان داد فرآیند جذب برای هر دو جاذب خودبه‌خودی است، اما به‌ترتیب در اکسید آهن گرماگیر و در هیدروکسی ‌آپاتیت گرمازا است. ظرفیت جذب این نانو ذرات به ترتیب 22.46 و 25.36 mg/g تعیین شد. این مطالعه نه تنها اثربخشی این نانو جاذب‌ها را در حذف رنگزا به ‌خوبی نشان داد، بلکه با تحلیل جامع رفتار ترمودینامیکی و مقایسه عملکرد آن‌ها، بینش‌های جدیدی را برای طراحی سیستم‌های تصفیه بهینه و پایدار فراهم کرد. به‌طور کلی، هر جاذب با توجه به شرایط عملیاتی، مزایای خاص خود را دارد و می‌تواند به ‌عنوان گزینه‌ای مؤثر برای حذف رنگزا‌های آنیونی از پساب‌های صنعتی مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Application of iron oxide and hydroxyapatite nanoparticles in removal of Remazol Black B dye from water

نویسندگان [English]

  • Shahriar Mahdavi 1
  • Samin Faraji 2
  • Mahboubeh Zarabi 3
  • Firouzeh Norouzi Goldareh 4
1 Department of Soil Science, Faculty of Agriculture, Malayer University, Malayer, Iran
2 Malayer University, Malayer, Iran
3 Malayer University, Malayer, Iran
4 Malayer University, Malayer, Iran
چکیده [English]

Abstract

This study investigated the efficiency of iron oxide and hydroxyapatite nanoparticles in removing the industrial dye Remazol Black B from aqueous solutions via adsorption. Experiments were conducted under varying conditions of pH, temperature, contact time, and adsorbent dosage. Iron oxide nanoparticles achieved 78.50% removal efficiency at pH 3, 35 °C, and 180 minutes, while nano-hydroxyapatite showed 53.75% efficiency at 15 °C and 20 minutes. The adsorption process for both followed the pseudo-second-order kinetic model and Freundlich isotherm, indicating chemical adsorption and heterogeneous surface interaction. Thermodynamic analysis revealed spontaneous adsorption in both cases: endothermic for iron oxide and exothermic for hydroxyapatite. The adsorption capacities were 22.46 and 25.36 mg/g, respectively. These results confirmed the potential of these nano-adsorbents for dye removal and provided insights into their thermodynamic behavior and relative performance. Each adsorbent, depending on operational conditions, offers specific advantages and can serve as an effective material for removing anionic dyes from industrial wastewater, supporting the development of sustainable and efficient treatment systems.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Keywords: Adsorption
  • Remazol Black B dye
  • iron oxide nanoparticles
  • hydroxyapatite nanoparticles

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 05 شهریور 1404
  • تاریخ دریافت: 18 خرداد 1404
  • تاریخ بازنگری: 04 شهریور 1404
  • تاریخ پذیرش: 05 شهریور 1404