شناسایی برخی اجزای لجن با استفاده از فنون کروماتوگرافی گازی - طیف سنجی جرمی (MS /GC) و تفرق اشعه ایکس (XRD)

این تحقیق با هدف استخراج، شناسایی و مقایسه ترکیبات موجود در لجن فعال تیمار شده با فورفورال و اسید استیک انجام شد. برای شناسایی اجزای لجن فعال از فنون کروماتوگرافی گازی - طیف سنجی جرمی(MS /GC)،طیف سنجی FTIR و تفرق اشعه ایکس (XRD) استفاده شد.

به همین منظور نمونه های آزمونی از لجن فعال از کارخانه چوب و کاغذ مازندران به صورت تصادفی انتخاب گردید و با فورفورال و اسید استیک تیمار گردید. سپس طبق آزمون های استاندارد TAPPI مواد استخراجی توسط حلال استن از آرد لجن فعال جدا سازی گردید و باقیمانده مواد استخراجی به داخل یک ویال شیشه ای منتقل و به آن واکنشگر BSTFA اضافه شد. نمونه ها بعد از آماده سازی، به دستگاه GC-MSتزریق شدند. برای شناسایی ترکیبات نیز از دیاگرام زمان بازداری، محاسبه ضریب کواتز و جدول آدامز استفاده گردید.

نتایج کروماتوگرام گازی مواد استخراجی نمونه های آزمونی نشان داد که در لجن فعال، لجن فعال تیمار شده در فورفورال و لجن فعال تیمار شده با اسید استیک بترتیب 59، 138 و 48 ترکیب قابل شناسایی وجود دارد. مقایسه کروماتوگرام ها نیز نشان داد که دو ترکیب بیس(2-اتیل هگزیل) فتالات و2-متیل-نفتالن بصورت مشترک در هر سه نمونه آزمونی وجود دارد. اسکویلن یکی از روغن های هیدروکربنی خالص و معدنی شناسایی شده در لجن فعال تیمار شده با استیک اسید و به میزان 26/2 درصد بوده است. با توجه به کروماتوگرام ها، آلکان ها درصد قابل ملاحظه ای از کل ترکیبات غیرقطبی را در لجن فعال و نمونه های تیمار شده را تشکیل داده اند، فراوان ترین این ترکیبات آلکان های سبک تا نسبتا سنگین هستند که می توان ترکیبات دودکان، تری دکان در لجن فعال، نانو دکان، هگزا دکان و اکتا دکان در لجن فعال تیمار شده با اسید استیک و آن دکان و هگزا دکان در نمونه های تیمار شده با فورفورال را نام برد. همچنین مقایسه کروماتوگرام ها نشان داد که 2 ترکیب 2-اتیل اکریدین و هگزادکان بصورت مشترک در لجن فعال تیمار شده با فورفورال و اسید استیک وجود دارند، به طوری که در لجن فعال اولیه مشاهده نشده است. نتایج آنالیز پراش پرتو ایکس(XRD) نیز نشان داد که لجن فعال کارخانه کاغذسازی حاصل از فرایندهای CMP وNSSC از کلسیت (39=Θ2) و مواد کلوییدی تشکیل شده است. بررسی طیف FT-IR نمونه ها نشان داد که تیمار اسید استیک باعث تقویت و فعال شدن گروه های عاملی موجود در سطح الیاف لجن فعال بخصوص در محدوده عدد موجی cm-1 1500-1600 شده است، که ارتعاشات کششی بیشترمربوط به پیوندC-C و ارتعاشات اسکلتی واحدهای آروماتیکی می باشد، همچنین عدد موجی cm-1 3200 تا 3400 نیز مربوط به گروه های فعال هیدروکسیل می باشد.

از مهمترین اسیدهای چرب اشباع شده و اشباع نشده شناسایی شده در لجن فعال را می توان تترادکانوییک اسید، 7-برموهبتیل ایزوبوتیل فتالیک اسید، پالمیتولییک اسید، لینوالادیک اسید و2،1-بنزن دی کربوکسیلیک اسید معرفی کرد، که در طی تیمار لجن فعال با فورفورال و اسید استیک حذف شده اند. این ترکیبات بسته به نوع تیمار می توانند اثرات منفی یا مثبتی روی کاربردهای لجن فعال داشته باشند.