DOI: 10.1/jhsr.v13i4.3060 Published by Vesnu Publications بزرسی عملکزد کامپوسیت نانولوله کزبنی/ کیتوسان در جذب آفتکش دیاسینون اس پسابهای کشاورسی 3 1 طا ش تقیصاد فیشيصجایی واصش م شدادی مجیذ بغذادی غالمشضا وبی بیذ ىذی چكيده مقدمه: امشيص آل دگي مىابع آب ب يسيل سم م آفتكص ي يج د باقيماوذ آن دس صوجيش غزایي یكي اص معضالت صیست محيطي محس ب ميگشدد. بىابشایه حزف آفتكص ا دس طي فشایىذ تصفي آب ا ميت فشاياوي داسد. پظي ص حاضش با ذف بشسسي جزب آفتكص دیاصیى ن ت سط جارب واو ل ل كشبىي/ كيت سان Nanotube( Chitosan/Carbon یا )CHN-CNT اوجام ضذ. روشها: جارب CHN-CNT اص سيش پي وذ بيه صوجيش پليمشی methods( )Cross linking با وسبت ای يصوي مختلف واو ل ل كشبىي Nanotube( Carbon یا )CNT ب كيت سان ب دست آمذ. ب مىظ س بشسسي م سف ل طی ي ساختاس ضيميایي جارب سىتض ضذ اص ميكشيسك پ الكتشيوي سيبطي microscopy( Scanning electron یا )SEM ي طيفسىج مادين قشمض spectroscopy( Fourier-transform infrared یا )FTIR استفاد گشدیذ. مچىيه تأثيش ضاخص ای ميضان غلظت جارب غلظت دیاصیى ن ي صمان تماع بش ميضان جزب دیاصیى ن سيی CHN-CNT م سد بشسسي قشاس گشفت. یافتهها: جارب CHN-CNT 0/5 گشم بش ليتش جارب ي صمان 94/9 دسصذ ب دست آمذ. تا حذيد صیادی دیاصیى ن سا اص محيط آبي حزف وم د ب ط سی ك ظشفيت جزب دیاصیى ن )e q( دس غلظت 50 ميليگشم بش ليتش دیاصیى ن ي غلظت 65 دقيق ب 59 ميليگشم ب گشم جارب سسيذ. فشایىذ احيای جارب با چ اس چشخ مت الي اوجام گشفت. دسصذ احيای جارب دس چشخ چ اسم نتیجهگیری: استفاد اص جارب CHN-CNT ب دليل ساخت آسان كاسایي باال دس جزب ي قابليت احيای مؤثش يآسان ميت اوذ ب عى ان جارب مىاسبي دس حزف آفتكص ا اص مىابع آبي آل د م سد استفاد قشاس گيشد. واژههای کلیدی: آفتكص ا دیاصیى ن كيت سان واو ل ل كشبىي جزب مقاله پژوهشی اسجاع: تقيظاز فيط ظخايي طا ط ه طزازي انط تغسازي هديس ثي تيس سي غالهطضا. بشسسی عملکشد کامپ صیت واو ل له کشبىی/ کیت سان دس جزب آفتکش دیاصیى ن اص پسابهای کشايسصی. هدل تحقيقات ظام ؾالهت 1396 )4(: 13 457-463 دسیافت مقال : 1395/11/3 مقذم پزیشش مقال : 1396/1/15 آفتکف اي اضگا کلط تا اؾتفاز اظ کيت ؾاى هطالؼ و ز ا س )5-7(. ضحوا يفط هطازي ز قي اظ کيت ؾاى ت وطا ا اکؿيس قط خ ت حصف آفتکوف واي کلط اؾتفاز و ز س. آى ا ت ايي تيد ضؾيس س ک 0/5 گطم اظ خواشب ت ا ؿوت 0/1 هيليگطم تط ليتط اظ آفتکف ضا زض هحل ل 5 هيليليتط تا ضا سهاى 99 زضنوس حصف وايس )5(. هطازي ز قي وکاضاى پػ كي ضا تا سف حوصف آفوتکوف پطهتطيي تا اؾتفاز اظ کيت ؾاى ت وطا ا اکؿيس ض ي ا دوام زاز وس زضيافت وس ک ايي خواشب تو ذو تي هويت ا وس آفوتکوف پطهتوطيي ضا اظ ططيوا اکو ف الکتط اؾتاتيکي ا سض الؿي حصف وايس )4(. طچ وس کو کيت ؾواى کاضتط واي فطا ا ي زاضز اها کيت ؾاى ذام زاضاي هؼايثي وچ ى ذ ال اه اؾة هکوا يکي تقليل ط ل قسيس تغييط قکل پؽ اظ ذكک کطزى اؾت ک اؾتفاز اظ آى ضا زض هقياؼ تداضي ت ػ اى خاشب هحس ز هيک س. ت اتطايي يکي اظ ض اي هوثرط خ ووت ت ثوو ز ذوو ال هکووا يکي کيت ؾوواى اؾووتفاز اظ ا ل لوو کطت ووي Nanotube( Carbon يا )CNT هيتاقس )8(. CNT ت زليل زاضا ت زى ذو ال زياظ ي ى )Diazinon( اظ گط آفتکف اي اضگا فؿفط هيتاقس ک ت طو ض گؿتطز اي زض کكا ضظي خ ت ک تطل ا اع هرتلفي اظ حكطات هو ضز اؾوتفاز اوطاض هيگيطز. ت ػلت هقا م ت تدعي ت زى ايي ؾو م اؾتفاز اظ آى ا ؾثة ض ز تو هحيط ظيؿت ها سگاضي زض آب اي ظيطظهي ي ؾطحي ذاک ا هيق ز )1(. ض اي هرتلفي خ ت حصف آفتکف ا اظ هحيط اي آتي ت کاض گطفت قوس اؾت ک قاهل ض اي تي ل غيکي اکؿيساؾي ى پيكطفت ا ؼقاز فيلتطاؾي ى خصب هيتاقس. يکوي اظ ض واي پطکواضتطز زض تهوفي آب فاضوالب خوصب ؾطحي اؾت ک ت زليل آؾوا ي زض ضا ثوطي ا ؼطوافپوصيطي ااتليوت حوصف ؾو م تؿياض ه ضز ت خ هحققاى اطاض گطفت اؾوت )3 (. اظ هيواى خواشب واي هرتلف کيت ؾاى اظ خول خاشب اي کاضاهس ظيؿت تدعي پصيط ت قواض هيض ز ک ت زليل زاقتي هقساض تاالي گط واي ػواهلي آهويي يسض کؿويل ت خو ظيازي ضا ت ذ ز خلة و ز اؾت )4(. تؼسازي اظ هحققاى تط ض ي حصف تطذي اظ Email: taghizade.eng@gmail.com 1- زا كد ي زکتطي گط ه سؾي هحيط ظيؿت زا كکس هحيط ظيؿت زا كگا ت طاى ت طاى ايطاى - اؾتاز گط ه سؾي هحيط ظيؿت زا كکس هحيط ظيؿت زا كگا ت طاى ت طاى ايطاى 3- اؾتازياض گط ه سؾي هحيط ظيؿت زا كکس هحيط ظيؿت زا كگا ت طاى ت طاى ايطاى نویسنده مسؤول: طاهره تقیزاده فیروزجایی هدل تحقيقات ظام ؾالهت/ ؾال 13/ قواض 4/ ظهؿتاى 457 1396
جزب آفتكص دیاصیى ن ت سط جارب CHN-CNT هکا يکي الکتطيکي گطهايي ذ ب ت ػ اى تق يت ک س ه اؾثي تطاي کيت ؾواى خ ت افعايف کاضتطز اي آى ت قواض هيض ز. تا ت خ ت ايي ک کيت ؾاى خاشب هثرط اضظا ي هحؿ ب هيق ز پوؽ توا افعايف اؾتقاهت هکا يکي خاشب ت کوک CNT هويتو اى اظ خواشب تطکيثوي ا ل لووو کطت وووي/ کيت ؾووواى Nanotube( Chitosan/Carbon يوووا )CHN-CNT زض فطاي س اي تهفي اؾتفاز و ز ت طو ضي کو خطيواى آب فطاي س احيا تحت فكاض اي يسض ليکي گؿيرت كو ز. زض تحقيوا حاضوط اتتوسا خاشب CHN-CNT ؾ تع قس ؾپؽ هيعاى خصب زيواظي ى ت ؾوط ايوي خواشب وچ يي اضظياتي هقط ى ت نطف ت زى آى تا اؾوتفاز اظ فطاي وس احيوا تطضؾوي گطزيوس. خ ت تطضؾي اؾتقاهت هکا يکي خاشب اظ زؾوتگا Universal testing machine )UTM( توطاي تؼيويي ه ضف لو غي ؾواذتاض شضات اظ هيکط ؾوک ج الکتط وي ض تكي microscopy( Scanning electron يا )SEM ت ه ظ ض تطضؾوي تغييطات قيويايي ايداز قس زض ؾاذتاض ا شضات يع اظ طيوفؾو ح هواز ى اطهوع spectroscopy( Fourier-transform infrared يا )FTIR اؾتفاز قس. سيش ا هو از هو ضز اؾوتفاز قواهل زيواظي ى )قوطکت Sigma-Aldrich آهطيکوا( کيت ؾاى تا ظى ه لک لي هت ؾط )قوطکت Sigma-Aldrich آهطيکوا( اؾويس اؾتيک )قطکت Merck آلواى( اؾويس يتطيوک 65 زضنوس )قوطکت Merck آلواى( اؾت يتطيل )قطکت Merck آلواى( هتا ل )قطکت Merck آلواى( گل تاضآلسئيوس )Glutaraldehyde( 5 زضنوس )قوطکت Merck آلوواى( تو ز. وچ يي CNT ذام اظ قطکت ا ؾا )ايطاى( ت ي قس ک ط ل آى کوتط اظ 10 هيکط هتط اطط ذاضخي آى تيي 10 تا 30 ا هتط هيعاى اذالهي اي آى )کطتي آه ضف...( کوتط اظ 5 زضنس ت ز. خ ت تؼيويي هيوعاى زيواظي ى تواايها وس اظ زؾوتگا )HPLC( High-Performance Liquid Chromatography )هسل Agilent 1100 Series آهطيکا( اظ ؾت ى C18 اؾتفاز قس. ؾ دف زياظي ى زض ط ل ه ج 48 ا هتط تا زتي 1 هيليليتط زض زايق زض فاظ هتحطک اؾت يتطيل آب ت ؿثت 65 ت 35 ا دام گطفت. آظهايف واي ا لي كاى زاز ک ضا سهاى حصف زض هحيط اي اؾيسي تيكتط هيقو ز. توا ت خو ت ايي ک ph آب اي طثيؼي عزيک ت ذ ثي هيتاقس ت اتطايي هقوساض ph زض توام آظهايف ا 5/5 زض ظط گطفت قس. خ وت تطضؾوي هيوعاى حوصف زيواظي ى ت ؾووط خوواشب CHN-CNT ووطمافووعاض Design-Expert ؿوور 7 ض ق اؾي ض ي پاؾد Methods( Response Surface يوا )RSM هو ضز اؾووتفاز اووطاض گطفووت. زض ايووي ض ق اؾووي يووع اظ طووط هطکووة هطکووعي Design( Central Composite يا )CCD تطاي ططاحوي آظهوايف اؾوتفاز قس. قاذم اي تأريطگصاض قاهل هقساض هاز خوصب قو س )5-50 گوطم( هقوساض خاشب )0/4-0/6 گطم تط ليتط( ظهاى )10-180 زايق ( ت ػ اى هقازيط هؿوتقل تطاي طمافعاض Design-Expert تؼييي گطزيس. قاذم ظطفيوت خوصب q e )توط حؿة هيليگطم تط گطم( ت ه عل پاؾد اظ ض ي زضيافت قس ک هيعاى آى اظ ضاتط 1 ت زؾت هيآيس )9(. ضاتط 1 ک زض آى C 0 غلظت ا لي زياظي ى تط حؿة هيليگطم تط ليتوط C e غلظوت تؼازلي زياظي ى تط حؿة هيليگطم تط ليتط خطم خاشب تط حؿة گطم هيتاقس. حدن هحل ل تط حؿة ليتوط M مشاحل تهیه جارب CHN-CNT اکؿويس کوطزى CNT چ وس زيو اض : خ وت ؾواذت کاهپ ظيوت واي پليووطي اکؿيساؾي ى ؾطح ا کطت ي ؾثة پرف ت تط آى زض هياى شضات کيت ؾاى تو ز ثال آى افعايف ذ ال هکا يکي کاهپ ظيت ذ ا س قس. وچ يي تطاي اظ تويي تطزى اذالهي اي ه خ ز زض CNT ذام )کاتاليؿت اي فلوعي کوطتي آهو ضف...( افعايف ظطفيت خوصب آى اظ اکؿيساؾوي ى اؾوتفاز هويقو ز )8(. توطاي اکؿيس کطزى اتتسا 4 گطم CNT چ وس اليو توا 150 هيلويليتوط اؾويس يتطيوک 65 زضنس هرل ط گطزيس ت هست 5 ؾاػت زض زهاي 140 زضخ ؾا تيگطاز اطاض گطفت. ؾپؽ هحت يات تا ؾوطػت 5000 ز ض زض زايقو تو هوست 10 زايقو زض زؾتگا ؾا تطيف غ اطاض زاز قس. هحت يات تواايها وس تؼوس اظ ػوول ؾوا تطيف غ چ سيي هطتث تا آب هقطوط قؿتكو زاز قوس تو هوست 7 ؾواػت زض زهواي 30 زضخ ؾا تيگطاز ذكک قس )10(. تطاي ت ي خاشب CHN-CNT ک زض آى ؿثت ظ وي CNT تو کيت ؾواى /5 زضنس هيتاقس اتتسا 60 هيليگطم اظ CNT زض 40 هيليليتط آب هقطوط هرلو ط قس ت هست 90 زايقو تحوت اهو اج فطانو ت زهواي 35 زضخو ؾوا تيگوطاز ا لتطاؾ س اطاض گطفت. /5 گطم اظ کيت ؾاى ت وطا 1/5 هيلويليتوط اؾويس اؾوتيک /5 زضنوووس زض 100 هيلووويليتوووط آب هقطوووط حووول گطزيوووس تووو هوووست 4 ؾاػت تط ض ي وعى هغ اطيؿي اطاض زاز قس تا هحت يات آى ت ذ تي هرلو ط گطزز. ؾپؽ هحل ل CNT زض ز هطحل ت هحلو ل کيت ؾواى اضواف تو هوست 1 ؾاػت زض زهاي 35 زضخ ؾا تيگطاز ا لتطاؾ س قس. هحل ل وايي توا اؾوتفاز اظ يوک ؾوط توا اطوط 0/ هيلويهتوط تطزاقوت قوس زض يوک هحلو ل توافطي O/MeOH/NaOH( H توا ؿوثت واي 4:5:1 ظ وي( تو تطتيوة تو هيوعاى 40 ؾيؾي 50 ؾيؾي 10 گطم تا ؾطػت 1 ز ض زض زايقو زض زهواي اتوا تو هست 4 ؾاػت تا چطذف پي ؾت ػول ا ؼقاز آى ن ضت گطفت. گطا ل اي تو زؾت آهس چ سيي تاض تا آب هقطط قؿتك زاز قس ت هست 4 ؾاػت زض هحل ل گل تاضآلسئيس غ ط ض گطزيس. ؾپؽ ت ذ تي تا آب هقطط قؿوت زض زهواي هحويط ذكک قس. کطاؾلي ک کطزى ت ا پايساضي کيت ؾاى ضا زض هحلو ل واي اؾويسي افعايف هيز س تلک ؾثة ت ث ز ذ ال هکا يکي آى يع هيق ز )11(. یافت ا آصم ن استقامت مکاویکی ي تعییه وسبت بهیىه کشبه به کیت ساان: خ ت تؼييي ؿثت ت ي کطتي ت کيت ؾاى هيعاى خوصب هقا هوت خواشب وا تطاي غلظت ا لي زياظي ى خاشب ت تطتية 5 هيليگطم تط ليتط 0/5 گوطم توط ليتط ظهاى 60 زايق تطضؾي قس. و اي اظ ح تغييطات ط ل گطا ل ؿوثت تو يوط ي اػووال قوس قکؿوت آى توطاي خواشب /5 زضنوس زض قوکل 1 )اؿوت الف( كاى زاز قس اؾت. هيوعاى خوصب هقا هوت خواشب وا يوع زض اؿوت ب قکل 1 هكرم قس اؾت. توايح تطضؾوي توط ض ي هيوعاى خوصب اؾتحکام خاشب CHN-CNT تا ؿثت اي هرتلف کطتي تو کيت ؾواى كواى زاز ک تا افعايف هيوعاى کوطتي تو تطتيوة زضنوس حوصف زيواظي ى کوا ف اؾتحکام آى تيكتط هيق ز ايي يافت تيا گط تيكوتط تو زى ؾو ن کيت ؾواى زض خصب زياظي ى ؿثت ت CNT اؾت )قکل 1 اؿوت ب(. هدل تحقيقات ظام ؾالهت/ ؾال 13/ قواض 4/ ظهؿتاى 1396 458
ساوذمان حزف دیاصیى ن )%( تىش گسیختگی (Mpa) Force (N) شذت م ج % طا ش تقيصاد فيشيصجایي ي مكاسان ت ف گؿيرتگي 10 100 80 60 40 0 0 45 35 5 15 5-5 0 0.1 0. 0.3 0.4 0.5 0.6 Extension Data (mm) ضا سهاى حصف زياظي ى ضکل 1. تغییشات ط ل گشاو ل وسبت ب ویشيی اعمال ضذ دس جارب )CHN-CNT( Chitosan/Carbon Nanotube با وسبت /5 دسصذ )الف( ي میضان استقامت فطاسی ي کاسایی جزب بشای دسصذ ای مختلف کشبه ب کیت سان دس جارب CHN-CNT )ب( 84 83 8 81 80 79 78 77 76 75 0% % 4% 6% دسصذ کشبه واو تی ب/کیت سان طچ س هيعاى خصب کيت ؾاى ذوام CHN-CNT توا ؿوثت /5 زضنوس اذتالف اچيعي تا يکسيگط زاقت اها هيعاى اؾتقاهت فكواضي CHN-CNT توا ؿثت /5 زضنس تؿياض تيكتط اظ کيت ؾاى ذام هيتاقوس. ت واتطايي توا ت خو تو تايح آظهايف اي خاشب ت ي CHN-CNT تا ؿثت /5 زضنس اظ ايي خاشب خ ت ا دام آظهايف اي تؼسي اؾتفاز گطزيس. تصايیش :SEM تها يط ت زؾت آهوس اظ ؾوط و و واي کيت ؾواى CHN-CNT CNT تا اؾتفاز اظ SEM زض قکل كاى زاز قوس اؾوت. اؿوت الف اظ قکل ؾطح کيت ؾاى ضا كاى هيز وس کو تو نو ضت کواهال يک اذت وگي هيتاقس. اؿوت ب اظ قکل ؾطح CNT ضا كاى هيز وس ک ضقت وا توط ض ي ؾوطح آى وايواى اؾوت. قوکل اؿووت ج يوع ؾوطح CHN-CNT ضا كاى هيز س ک زض آى پ قف غيوط يک و اذتي اظ CHN تو ن ضت ضقت ضقت تط ض ي ؾطح کيت ؾاى هكا س هيقو ز. ه ضف لو غي ؾوطح گطا ل اي CHN-CNT يع زض اؿوت ز قکل هكا س هيگطزز. :FTIR قکل 3 طيوف هواز ى اطهوع کيت ؾواى ذوام CHN-CNT ضا كاى هيز س. زض آ اليع FTIR تطاي کيت ؾاى ذام ػوسز هو خي 3379 3545 تط ؾا تيهتط هطت ط ت پي س اي N-H O-H ػسز ه خي 936 تط ؾا تيهتوط تطاي پي س اي -CH - C-H ػسز ه خي 165 تط ؾوا تيهتوط توطاي C=O گوط کطت يول ػوسز هو خي 1378 توط ؾوا تيهتوط توطاي COO- گوط واي کطت کؿيليک ػسز ه خي 1035 تط ؾا تيهتط تطاي O-C-O گط گل ک ظاهيي هيتاقس. ز پيک خسيس زض ارط اک ف کطاؾلي ک کطزى ت خ ز آهس کو قواهل ػسز ه خي 1587 170 تط ؾا تيهتط ت ز تو تطتيوة توطاي C=O C=N هطت ط ت گط آلسئيسي ت ز ک زض و زاض هطت ط تو CHN-CNT ظوا ط قوس. وچ يي ت زليول خو ز CNT اکؿويس قوس زض خواشب CHN-CNT ػوسز ه خي تطاي گوط واي کطت وي C-O COO- C-H قواهل 1378 936 1035 تط ؾا تيهتط تو ز کو زض طيوف هواز ى اطهوع CHN-CNT پيوک واي ا يتطي ؿثت ت کيت ؾاى ذام زاقت. ضکل. تصايیش )SEM( Scanning electron microscopy کیت سان خام )الف( )CNT( Carbon Nanotube اکسیذ ضذ )ب( ضکل 3. طیف مادين قشمض کیت سان خام ي 105 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 C-O C=O C=N COO- CHN C-H N-H O-H CNT-CHN 0 1000 000 3000 4000 5000 (Cm-1) عذدم جی )CHN-CNT( Chitosan/Carbon Nanotube )CHN-CNT( Chitosan/Carbon Nanotube )ج ي د( هدل تحقيقات ظام ؾالهت/ ؾال 13/ قواض 4/ ظهؿتاى 459 1396
Predicted C: Cin جزب آفتكص دیاصیى ن ت سط جارب CHN-CNT X1 = A: time X = C: Cin Actual Factor B: adsorbent = 0.50 58 45.5 X1 = A: time X = B: adsorbent Actual Factor C: Cin = 7.50 46 )الف( )ب( 3.5 41.5 37 19.75 3.5 7 8 0.60 10.00 sign-expert Software 7.7.31 = B: adsorbent = C: Cin tual Factor time = 65.00 50.00 10.00 38.75 9.50 7.50 65.00 16.5 5.00 10.00 37.50 C: Cin A: time )د( 50.00 60.4913 X1 = B: adsorbent X = C: Cin Actual Factor 50.0673 A: time = 65.00 38.75 71 55.5 0.55 0.50 B: adsorbent 0.45 0.40 10.00 37.50 9.50 65.00 A: time )ج( 39.6433 39.5 7.50 3.75 9.19 8 16.5 18.795 5.00 0.40 0.45 0.50 0.55 0.60 B: adsorbent 50.00 38.75 7.50 C: Cin 16.5 5.00 0.40 0.45 0.60 0.55 0.50 B: adsorbent Color points by value of : 58.00 Predicted vs. Actual )ه( 45.5 3.50 19.75 7.00 7.89 0.35 3.80 45.5 0 Actual ضکل 4. بشسسی اثش ضاخص ای مختلف بش ظشفیت جزب ي مقایس مقادیش پیصبیىی ضذ ي مقادیش ياقعی 50 هيليگطم افعايف ظهاى تا حس ز 10 زايق هيعاى ظطفيت خوصب افوعايف يافت. وچ يي هيعاى ظطفيت خصب اظ 65 تا 10 زايق تغييط چ وسا ي ضا كواى ساز ت ط ضي ک هيعاى ظطفيت خصب زض غلظت 50 هيليگطم تط ليتط زيواظي ى ظهاى اي 65 تا 10 زايق زض زاه و 59-65 هيلويگوطم توط گوطم تو ز. توأريط قاذم اي خاشب غلظت خصب ق س زض قکل 4 )اؿوت ج( كاى زاز قس اؾت. تط اؾاؼ قکل هيت اى گفت کو ظطفيوت خوصب زض غلظوت واي تواالي زياظي ى غلظت اي پاييي خاشب ت حساکثط هقساض ذ ز ضؾيس. زض غلظوت واي تاالتط زياظي ى طخ کا ف ظطفيت خصب تا افعايف غلظت خواشب تيكوتط قوس چطا ک زض غلظت اي تاالتط تطذ ضز ه لک ل ا تا ؾطح خاشب تيكتط هويقو ز تايس غلظت خاشب افعايف زاز ق ز تا حصف ت ذ تي نو ضت گيوطز. وچ ويي قکل 4 )اؿوت ز( ذط طي ضا كاى هيز وس کو قواط توط ض ي ذطو ط زاضاي بشسسااای میاااضان حااازف دیااااصیى ن ت سااا جاااارب :)CHN-CNT( Chitosan/Carbon Nanotube ارط قاذم اي غلظت خاشب ( in C( غلظت خصب قو س )Adsorbent( ظهواى توواؼ )Time( تو ن ضت ز گا زض فطاي س خصب زض قکل 4 كاى زاز قس اؾت. اروط ز قواذم ظهاى هيعاى خاشب تط ض ي ظطفيت خصب زض قکل 4 )اؿوت الف( اضايو قوس اؾت. تا ت خ ت قاذم غلظت خاشب هيت اى تيد گطفت ک زض غلظت واي پ ا يي ي خ اشب اظ ظط فيت آ ى تي كتط ا ؾوت ف از قو س ا ؾوت تو ا ا فوعا ي ف ظهو ا ى يوع ظطفيت خصب ت ک سي افعايف يافت. وچ يي هيعاى افعايف ظطفيت خوصب زض هيعاى خاشب 0/5 تا 0/6 گطم تط ليتط ت ک سي ن ضت گطفت. ارط قاذم اي ظهاى غلظت خصب ق س ت ن ضت نظهاى زض قوکل 4 )اؿوت ب( كاى زاز قس اؾت. تط ايي اؾاؼ تا افعايف غلظوت زيواظي ى توا هدل تحقيقات ظام ؾالهت/ ؾال 13/ قواض 4/ ظهؿتاى 1396 460
طا ش تقيصاد فيشيصجایي ي مكاسان ظطفيت خصب يکؿا ي هيتاق س. واىگ کو هكوا س هويقو ز توا افوعايف غلظت زياظي ى قية ذط ط تيكتط گطزيس ک تيواى ک وس تطذ ضز واي تيكوتط هياى ه لک ل اي زياظي ى خاشب ت ز. تط اؾاؼ زاز اي ت زؾت آهس اظ طمافعاض هسل هطتؼي ت ذ تي ت ا ؿوت تا ضطية تؼييي عزيک ت يک )0/998 ; R( زاز ا ضا پيفتي ي ک س. قوکل 4 )اؿوت ( هقازيط پيفتي ي قس )Predicted( ااؼي) Actual ( ضا تط اؾواؼ هسل ت نيفي زض RSM كاى هيز س ک هطاتا تا آى هقازيط پيفتي ي قس يا پاؾد اي زضيافتي اظ هسل ت هقازيط ااؼي عزيک اؾت. تحليول اضيوا ؽ هوسل q e زض خس ل 1 اضاي قس اؾت. زض تحليل اضيا ؽ ت ا اروط هدوعاي ػ اهول تلک تط نک ف ػ اهل يع تطضؾي هيق ز ک زض آى اگط هقوساض ػوسزي P توطاي آى ػاهل کوتط اظ 0/05 تاقس ت ايي هؼ ي اؾت کو آى ػاهول هوثرط هويتاقوس. هطاتا خس ل 1 ط ؾ قاذم ت ن ضت هدعا تط هيعاى حصف زيواظي ى هوثرط ت ز. زض ه د و ع ت ا ت خ ت ا ي ي کو تو أريط ػ اهو ل ه رتلوف توط حو صف ز يو اظ ي ى )Model( ه ووون اؾوووت )Significant( ػوووسم توووطاظ ه ووون يؿوووت significant( )Not پووؽ هوويتوو اى اشػوواى ووو ز کوو هووسل تووط زاز ووا ه طثا هيتاقس. جذيل 1. تحلیل ياسیاوس مذل F( P)Prob > مىبع Model > 0/ 0001 ههن است A-time 0/ 0197 B-adsorbent > 0/ 0001 C-C in > 0/ 0001 AB 0/ 543 AC 0/ 3776 BC > 0/ 0001 A^ 0/ 1198 B^ 0/ 1300 C^ > 0/ 0001 عدم بساشش /0 1570 ههن نیست ظطفيت خصب ( e q( تط اؾاؼ قاذم اي هؿتقل تطکية آى ا ت اى ز م ط هتغيط اظ ضاتط ت زؾت هيآيس. زض ايي ضاتط غلظوت زيواظي ى توط حؿوة هيليگطم تط ليتط غلظت خاشب تط حؿة گطم تط ليتط ظهواى توط حؿوة زايقو ظطفيت خصب تط حؿة هيليگطم تط گطم هيتاقس. ضاتط 100.97 - time q e = 6.4-0.078 adsorbent +.96 C in + 0.5 time adsorbent +.68415 adsorbent C in --4.87 10-4 time C in 3.9 10-4 time + 91.47 adsorbent -0.01 C in احیای واو جارب: زض هطالؼ حاضط فطاي س احيا تا اؾتفاز اظ يسض کؿويس ؾسين 0/1 ه الض ا دام گطفت. زض هحيط اي اليايي ت زليل ايي ک گط آهي ي پط ت ى ويگيطز يط ي الکتط اؾتاتيکي هياى زيواظي ى خواشب وچ ويي خصب زياظي ى کا ف هيياتس زياظي ى ت ذ تي اظ ؾطح خاشب آظاز هويقو ز. هقساض ph احيا تطاتط تا 13 هست آى 30 زايقو زض ظوط گطفتو قوس. خوس ل هيعاى خصب پؽ اظ ط هطحل احيا زضنس احيا ضا تطاي غلظت ا لي 5 هيليگوطم تط ليتط كاى هيز س. هطاتا تا تايح ظطفيت خصب اثل اظ احيا 8/5 هيلويگوطم تط گطم ت ز تؼس اظ ا ليي هطحل احيا تو 8/01 هيلويگوطم توط گوطم زض هطحلو چ اضم احيا ت 7/8 هيليگطم تط گطم ضؾيس. کاهل كسى اخصب زياظي ى زض ط هطحل احيا ه دط ت کا ف هيعاى ظطفيت خصب زياظي ى هيق ز )10(. چشخ 1 جذيل. میضان جزب ي دسصذ احیا بعذ اص ش چشخ ظشفیت جزب دیاصیى ن )میلیگشم بش گشم( قبل اص احیا 8/5 بعذ اص احیا 8/01 احیا )دسصذ( 97/ 95/9 95/4 94/9 7/90 7/87 7/8 8/5 8/5 8/5 3 4 بحث تايح حانل اظ خصب زياظي ى ت ؾط خاشب CHN-CNT كاى هويز وس کو افعايف ظهاى تأريط چ سا ي تط ظطفيت خصب ساضز چطا ک خواشب زاضاي ظطفيوت خصب هكرهي اؾت ايي ظطفيت خصب تاتغ تغييطات ظهواى يؿوت تو طو ض ػوس هيعاى هاز خصب ق س اؾت ک تط آى توأريط هوي گوصاضز. ظطفيوت تواالي خصب زض غلظت اي تيكتط حاکي اظ آى اؾت کو تطذو ضز ه لکو ل واي خوصب ق س زض آى غلظت ا تا ؾطح خاشب افعايف هويياتوس وويي اهوط ه دوط تو افعايف ظطفيت خصب هيگطزز. وچ يي زاز اي تو زؾوت آهوس اظ وطمافوعاض كاى زاز ک هسل هطتؼي ت ذ تي ت ا ؿت تا ضوطية تؼيويي عزيوک تو يوک زاز ا ضا پيفتي ي وايوس. تو زليول عزيوک تو زى هقوازيط پويفتي وي قوس پاؾد اي زضيافتي اظ هسل هيت اى تيد گطفت ک هوسل توطاظ هؼازلو تو زؾت آهس اظ آى ااتل اث ل هيتاقس. زض خوس ل 3 توايح تحقيقوات گصقوت کو تطا ي ح صف ز يو اظ ي ى ا ؾوت ف از قو س ا ؾوت اضا يو گطز يو س. ه طو ا ت ا ا يو ي خو س ل خاشب اي هرتلفي تطاي حصف زياظي ى اؾتفاز هيق ز. تايح كاى هيز س ک خاشب CHN-CNT ت ذ تي زياظي ى ضا حصف هيک س ت ط ضي ک هيت ا وس هيوووعاى حوووصف تووواال عزيوووک تووو خووواشب کوووطتي فؼوووال گطا ووو لي Carbon( Granular Activated يا )GAC ک اظ خاشب اي کاضاهس گطاى اؾت زاقت تاقس. وتیج گیشی زض پػ ف حاضط خصب آفتکف زياظي ى ت ؾط CHN-CNT هو ضز تطضؾوي اوطاض گطفوت. توأريط قواذم واي هرتلوف توط هيوعاى حوصف توا اؾوتفاز اظ وطمافوعاض Design-Expert تطضؾي قس. هسل هطتؼي ت ػ اى هسل ه اؾثي خ ت پويفتي وي زاز ا ا تراب گطزيس هؼازل اي ت زؾت آهس ک قاهل تأريط وط کوسام اظ قواذم وا هيتاقس. وچ يي هقازيط پيفتي ي قس اظ هسل تو هقوازيط ااؼوي عزيوک تو ز تو ط ضي ک تا ضطية تؼييي عزيک ت يوک )0/998 ; R( ت ا ؿوت زاز وا ضا توطآ ضز وايس. فطاي س احيا ت ؾط يسض کؿيس ؾسين 0/1 ه الض ا دام گطفت. هدل تحقيقات ظام ؾالهت/ ؾال 13/ قواض 4/ ظهؿتاى 461 1396
جزب آفتكص دیاصیى ن ت سط جارب CHN-CNT جارب سه جاذب PAC GAC و هاسه شزد )لس( جذيل 3. مقایس جارب ای م سد استفاد بشای حزف دیاصیى ن میضان حزف بیشتسین هیصان حرف بسای جاذب GAC بود که زاندهان حرف دیاشینون بسای غلظت اولیه 10-100 هیلیگسم بس لیتس و هیصان جاذب 1 گسم بس لیتس 75-85 دزصد به دست آهد. مىابع 1 9 1 13 حرف دیاشینون با استفاده اش جاذب کسبن فعال عاهلداز شده با NH 4Cl خاک بنتونیت /)Bentonite( کیتوسان جاذب نانویی اکسید آلوهینیوم زاندهان حرف دیاشینون دز غلظت 0 هیلیگسم بس لیتس دیاشینون به اشای 0/3 گسم بس لیتس جاذب و شهان 35 دقیقه 96/4 دزصد به دست آهد. هیصان ظسفیت جرب بسای غلظت اولیه دیاشینون 5 هیلیگسم بس لیتس 0/8 هیلیگسم دیاشینون به اشای هس گسم اش جاذب به دست آهد. زاندهان حرف دیاشینون دز غلظت 80 هیلیگسم بس لیتس دیاشینون به اشای 5 گسم بس لیتس جاذب و شهان 5 دقیقه 90 دزصد به دست آهد. زاندهان حرف دیاشینون بسای غلظت اولیه دیاشینون 5-50 هیلیگسم بس لیتس و جاذب 0/5 گسم بس لیتس 56-83 دزصد به دست آهد. هطالعه حاضس GAC :Granular Activated Carbon; PAC: Powdered activated carbon; CHN-CNT: Chitosan/Carbon Nanotube CHN-CNT خاشب CHN-CNT زض هحيط اليايي تا زضنوس توااليي احيوا گطزيوس. ت اتطايي هيت اى تيد گطفت ک خاشب ػال تط ايي ک اظ ظط ااتهوازي هقوط ى تو نوطف هويتاقوس خوصب اؾوتقاهت هکوا يکي توااليي زاضز. ت اتطايي پيكو از هوي قو ز حوصف ؾوايط ؾوو م يوع ت ؾوط ايوي خواشب تطضؾي گطزز. تطکش ي قذسداوی هطالؼ حاضط تطگطفت اظ پاياى اه هقطغ زکتطي ه سؾي هحيط ظيؿت هه ب زا كگا ت طاى هيتاقس. تسيي ؾيل يؿ سگاى اظ هؿث الى آظهايكگا زا كکس هحيط ظيؿت زا كگا ت طاى ک زض ا دام ايي تحقيا وکاضي و ز س تكوکط اسضزا ي ت ػول هيآ ض س. References 1. Ryoo KS, Jung SY, Sim H, Choi J. Comparative study on adsorptive characteristics of diazinon in water by various adsorbents. Bull Korean Chem Soc 013; 34(3): 753-59.. Moazeni M, Ebrahimi A, Rafiei N, Pourzamani HR. Removal of arsenic (iii) and chromium (vi) from aqueous solutions using nanoscale zerovalent iron (NZVI) particles and determining adsorption isotherms. J Health Syst Res 017; 13(1): 16-33. [In Persian]. 3. Khorsandi H, Karimzadeh S, Saed-Moucheshi A. Kinetic simulation of hexavalent chromium adsorption on granular activated carbon columns from continuous flow of water. J Health Syst Res 017; 13(): 164-9. [In Persian]. 4. Moradi Dehaghi S, Rahmanifar B, Moradi AM, Azar PA. Removal of permethrin pesticide from water by chitosanozinc oxide nanoparticles composite as an adsorbent. J Saudi Chem Soc 014; 18(4): 348-55. 5. Rahmanifar B, Moradi Dehaghi S. Removal of organochlorine pesticides by chitosan loaded with silver oxide nanoparticles from water. Clean Technol Environ Policy 014; 16(8): 1781-86. 6. Yoshizuka K, Lou Z, Inoue K. Silver-complexed chitosan microparticles for pesticide removal. React Funct Polym 000; 44(1): 47-54. 7. Lu LC, Wang CI, Sye WF. Applications of chitosan beads and porous crab shell powder for the removal of 17 organochlorine pesticides (OCPs) in water solution. Carbohydr Polym 011; 83(4): 1984-9. 8. Wang SF, Shen L, Zhang WD, Tong YJ. Preparation and mechanical properties of chitosan/carbon nanotubes composites. Biomacromolecules 005; 6(6): 3067-7. 9. Moussavi G, Hosseini H, Alahabadi A. The investigation of diazinon pesticide removal from contaminated water by adsorption onto NH4Cl-induced activated carbon. Chem Eng J 013; 14(Supplement C): 17-9. 10. Skandari S, Torabian A, Nabi Bidhendi G, Baghdadi M, Aminzadeh B. Preparation of engineered carbon nanotube materials and its application in water treatment for removal of hydrophobic natural organic matter (NOM). Desalin Water Treat 016; 57(5): 4855-66. 11. Shawky HA, El-Aassar AH, Abo-Zeid DE. Chitosan/carbon nanotube composite beads: Preparation, characterization, and cost evaluation for mercury removal from wastewater of some industrial cities in Egypt. J Appl Polym Sci 01; 15(S1): E93-E101. 1. Permanasari A, Zackiyah WS. Chitosan-bentonite: the save adsorbent for pesticides residues in drinking water. 009. Proceedings of the Seminar Kimia Bersama UKM-ITB VIII; 009 June 9-11; Selangor, Malaysia. 13. Armaghan M, Amini MM. Adsorption of diazinon and fenitrothion on nanocrystalline alumina from non-polar solvent. Colloid J 01; 74(4): 47-33. هدل تحقيقات ظام ؾالهت/ ؾال 13/ قواض 4/ ظهؿتاى 1396 46
DOI: 10.1/jhsr.v13i4.3060 Published by Vesnu Publications Journal of Health System Research Received:.01.017 Vol. 13, No. 4, Winter 018 Accepted: 04.04.017 An Investigation on Performance of Chitosan/Carbon Nanotube Composite for Adsorption of Diazinon from Agricultural Wastewater Tahere Taghizadeh-Firozjaee 1, Naser Mehrdadi, Majid Baghdadi 3, Gholamreza Nabi-Bidhendi Original Article Abstract Background: In recent years, water pollution and pesticide residues in food chain have become a serious environmental problem. Therefore, it is essential to remove pesticides in water treatment. In this study, adsorption of diazinon by chitosan/carbon nanotube (CHN-CNT) adsorbent was investigated. Methods: A protected crosslinking method was used to synthesize CHN-CNT with various ratios of carbon nanotube to chitosan. Scanning electron microscopy (SEM) and Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR) were used to investigate morphological changes and chemical structure of the prepared adsorbent. Tests were done to evaluate the effects of adsorbent concentration, diazinon concentration, and contact time on adsorption of diazinon by CHN-CNT. Findings: CHN-CNT removed diazinon from aqueous solution to a great extent. By an initial diazinon concentration of 50 mg/l, CHN-CNT concentration of 0.5 g/l, and contact time of 65 minutes, the adsorption capacity (q e ) reached to 59 mg/g adsorbent. Regeneration process of the adsorbent was performed with four cycles. The efficiency recovery was obtained as 94.9% in fourth cycle. Conclusion: CHN-CNT, due to being easier to prepare, high performance in adsorption, and simple and effective regeneration capacity, could be an appropriate adsorbent to eliminate the pesticide from contaminated water source. Keywords: Pesticides, Diazinon, Chitosan, Carbon nanotube, Adsorption Citation: Taghizadeh-Firozjaee T, Mehrdadi N, Baghdadi M, Nabi-Bidhendi G. An Investigation on Performance of Chitosan/Carbon Nanotube Composite for Adsorption of Diazinon from Agricultural Wastewater. J Health Syst Res 018; 13(4): 457-63. 1- PhD Candidate, Department of Environmental Engineering, School of Environment, University of Tehran, Tehran, Iran - Professor, Department of Environmental Engineering, School of Environment, University of Tehran, Tehran, Iran 3- Assistant Professor, Department of Environmental Engineering, School of Environment, University of Tehran, Tehran, Iran Corresponding Author: Tahere Taghizade-Firozjaee, Email: taghizade.eng@gmail.com هدل تحقيقات ظام ؾالهت/ ؾال 13/ قواض 4/ ظهؿتاى 463 1396