هیدروژل های نانومغناطیسی بر پایه کربوکسی متیل سلولوز-خاک دیاتومه پیوندخورده با آکریل آمید برای جذب رنگینه کاتیونی بنفش بلوری

در سال های اخیر، جداسازی رنگینه ها از آب های آلوده توجه زیادی را به خود جلب کرده است. روش های سنتی برای پاک سازی رنگینه ها همیشه موثر نیستند. کوشش های زیادی در توسعه هیدروژل های نانوکامپوزیت برای جذب کارآمد رنگینه انجام شده است. در این پژوهش، هیدروژل نانومغناطیسی با استفاده از کربوکسی متیل سلولوز (CMC)، خاک دیاتومه و آکریل آمید (AAm) تهیه و برای جذب رنگینه بنفش بلوری به عنوان نمونه ای از رنگینه های کاتیونی، از محلول های آبی به کارگرفته شد. نخست، هیدروژل بر پایه کربوکسی متیل سلولوز و خاک دیاتومه با آغازگر رادیکالی آمونیوم پرسولفات (APS) و مونومر آکریل آمید و شبکه ای کننده متیلن بیس آکریل آمید (MBA) در محیط آبی سنتز شد. سپس، هیدروژل نانومغناطیسی با بارگذاری یون های آهن (II) و آهن (III) در هیدروژل و نیز هم رسوبی این یون ها در محیط بازی تهیه شد. ساختار نمونه ها با طیف سنجی زیرقرمز تبدیل فوریه (FTIR)، تجزیه گرماوزن سنجی (TGA)، میکروسکوپی الکترونی پویشی (SEM) و میکروسکوپی الکترونی عبوری (TEM) تایید و خواص مغناطیسی آن ها با مغناطیس سنج ارتعاشی (VSM) اندازه گیری شد. تصاویر SEM نشان داد، نانوذرات مغناطیسی Fe3O4 به خوبی در بستر متخلخل هیدروژل جای گرفته اند. اندازه تقریبی نانوذرات مغناطیسی بر اساس تصاویر TEM حدود 5 تا 15mm بود. در مرحله بعد، جذب رنگینه به وسیله هیدروژل نانومغناطیسی بررسی و اثر عواملی چون زمان تماس، pH، غلظت اولیه محلول رنگینه و دما بر مقدار جذب رنگینه با جاذب ارزیابی شد. بیشترین درصد جذب رنگینه در دمای محیط و غلظت اولیه 10mg/L در pH برابر 7 به مدت 60min نزدیک به %96 بود. جاذب سنتز شده قابلیت استفاده مجدد دارد که از شاخص ترین مزیت های آن داشتن خاصیت مغناطیسی است. بنابراین، جداسازی با آهن ربا از محلول، پس از حذف رنگینه بسیار آسان است. با بررسی الگو های هم دمای جذب سطحی مشخص شد، الگوی Temkin تطابق خوبی با داده های تجربی حاصل دارد. مطالعات سینتیکی نیز نشان داد، فرایند جذب از الگوی سینتیکی شبه مرتبه دوم پیروی می کند.