اصلاح ساختار نانولوله کربنی چند دیواره کربوکسیله شده با استفاده از دی اکسید تیتانیم برای جذب سطحی ماده رنگزای اندیگوکارمین از محیط آبی (بررسی ترمودینامیکی و سینتیکی)

در این پژوهش، اثر نشاندن TiO2  روی نانولوله کربنی چنددیواره عامل دارشده با گروه کربوکسیل (FMWCNT) به روش دوپه کردن روی جذب سطحی ماده رنگزایاندیگو کارمین که یک ماده رنگزای اسیدی است، در محیط آبی مورد بررسی قرار گرفت. TiO2 روی سطح FMWCNT نشانده شد. صحت انجام کار با استفاده طیف سنجی زیر قرمز تبدیل فوریه، پراش پرتو ایکس و میکروسکوپ الکترونی مورد تایید قرار گرفت. آزمایش های جذب سطحی ماده رنگزا با استفاده از یک فرآیند ناپیوسته انجام شد. اثر زمان تماس، pH ، غلظت ماده رنگزا و دما در جذب سطحی ماده رنگزای اندیگو کارمین روی جاذب اصلاح ساختار شده (FMWCNT/TiO2)  و جاذب FMWCNT مورد بررسی قرار گرفت. مدل های سینتیکی شبه درجهاول، شبه درجهدوم و نفوذ درون ذره ای برای توصیف سینتیک جذب سطحی مورد استفاده قرار گرفتند. علاوه بر این، ایزوترم های لانگمویر، فروندلیچ، تمکین و دوبینین- رادوشکویچ برای توصیف جذب سطحی تعادلی به کار رفتند. داده های به دست آمده با استفاده از رگراسیون خطی مورد برازش قرار گرفت. نتایج نشان داد که  pHمناسب برای هر دو جاذب برابر 3 است. زمان تعادل برای هر دو جاذب 90 دقیقه تعیین شد. ظرفیت جذب سطحی با نشاندن TiO2  افزایش یافت. مقدار جذب سطحی با افزایش غلظت ماده رنگزا افزایش می یابد. مدل سینتیک شبه درجه دو بهترین تطابق را با داده های تجربی در هر دو جاذب دارد. داده های جذب سطحی تعادلی ماده رنگزایاندیگو کارمین روی هر دو جاذب، بیشترین تطابق را با ایزوترم لانگمویر در سه دمای 25، 35 و 45 درجه سانتی گراد داشتند. مطالعات ترمودینامیکی فرآیند جذب سطحی روی هر دو جاذب نشان داد که فرآیند جذب سطحی گرمازا بوده و جذب سطحی از نوع شیمیایی است.