دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

 آمار

تعداد نشریات14
تعداد شماره‌ها674
تعداد مقالات7,006
تعداد مشاهده مقاله10,319,663
تعداد دریافت فایل اصل مقاله9,518,156
مشکور, مژده, رحمتی, ندا. (1404). تهیه و ارزیابی جاذب ارزان‌قیمت از پودر چوب کاج الداریکا (Pinus eldarica) برای حذف رنگ‌ کاتیونی متیلن-بلو از محلول آبی، مطالعات ایزوترم و سینتیک. , 32(3), 79-104. doi: 10.22069/jwfst.2025.24097.2130
مژده مشکور; ندا رحمتی. "تهیه و ارزیابی جاذب ارزان‌قیمت از پودر چوب کاج الداریکا (Pinus eldarica) برای حذف رنگ‌ کاتیونی متیلن-بلو از محلول آبی، مطالعات ایزوترم و سینتیک". , 32, 3, 1404, 79-104. doi: 10.22069/jwfst.2025.24097.2130
مشکور, مژده, رحمتی, ندا. (1404). 'تهیه و ارزیابی جاذب ارزان‌قیمت از پودر چوب کاج الداریکا (Pinus eldarica) برای حذف رنگ‌ کاتیونی متیلن-بلو از محلول آبی، مطالعات ایزوترم و سینتیک', , 32(3), pp. 79-104. doi: 10.22069/jwfst.2025.24097.2130
مشکور, مژده, رحمتی, ندا. تهیه و ارزیابی جاذب ارزان‌قیمت از پودر چوب کاج الداریکا (Pinus eldarica) برای حذف رنگ‌ کاتیونی متیلن-بلو از محلول آبی، مطالعات ایزوترم و سینتیک. , 1404; 32(3): 79-104. doi: 10.22069/jwfst.2025.24097.2130

تهیه و ارزیابی جاذب ارزان‌قیمت از پودر چوب کاج الداریکا (Pinus eldarica) برای حذف رنگ‌ کاتیونی متیلن-بلو از محلول آبی، مطالعات ایزوترم و سینتیک

پژوهش‌های علوم و فناوری چوب و جنگل
دوره 32، شماره 3، مهر 1404، صفحه 79-104    اصل مقاله (3.67 M)
نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/jwfst.2025.24097.2130
نویسندگان
مژده مشکور* 1؛ ندا رحمتی2
1استادیار ، گروه علوم و مهندسی کاغذ، دانشکده مهندسی چوب و کاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران.
2دانش‌آموخته کارشناسی ارشد مهندسی شیمی، دانشگاه نوشیروانی بابل، بابل، ایران.
چکیده
سابقه و هدف: توسعه انسانی و رشد سریع جمعیت فشار زیادی بر کیفیت و دسترسی به منابع آب وارد می‌کند. انواع مختلفی از آلاینده‌ها وجود دارد که از صنایع مختلف به منابع آب تخلیه می‌شوند و منجر به آلودگی آب می‌شوند. رنگ‌ها از مهم‌ترین آلاینده‌های آب هستند و از صنایع مختلف مانند صنایع غذایی، دباغی، خمیر و کاغذ، نساجی و شیمیایی منشأ می‌گیرند. وقتی رنگ‌ها وارد سیستم‌های آبی می‌شوند، آب را برای استفاده نامناسب می‌کنند و اغلب تصفیه چنین آبی سخت می‌شود؛ زیرا ساختار مولکولی رنگ‌ها پیچیده است و بسیاری از رنگ‌های مورد استفاده در صنعت منشأ مصنوعی دارند که بسیار پایدار بوده و به‌سختی تجزیه می‌شوند. فناوری‌های متفاوتی برای حذف رنگ از محیط آبی مثل تجمع/دلمه‌شدگی ، تبادل یونی ، تیمار بیولوژیکی ، فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته و جذب گزارش شده است. در بین این روش‌ها، روش جذب به‌عنوان یکی از مؤثرترین تکنیک‌ها برای تصفیه پساب شناخته شده است. در این پژوهش، استفاده از پودر چوب کاج الداریکا به‌عنوان جاذب برای حذف رنگ کاتیونی متیلن‌بلو از محلول آبی با استفاده از روش جذب سطحی ناپیوسته بررسی و مطالعه شد.
مواد و روش‌ها: پودر چوب مورد استفاده به‌عنوان جاذب با اندازه مش 60، از پسماندهای چوب کاج الداریکا (Pinus eldarica) تهیه شد. به‌منظور افزایش ظرفیت جذب و فعا‌سازی جایگاه‌های جذب، پودر چوب تحت تیمار شیمیایی قلیایی با NaOH قرار گرفت.. تأثیر سه فاکتور مقدار جاذب، pH و زمان تماس جهت به دست آوردن حداکثر میزان درصد حذف (%R) رنگ بررسی شد. آنالیزهای FE-SEM، BET، XRD، FTIR جهت بررسی خواص فیزیکی-شیمیایی جاذب پودر چوب کاج تیمارشده با NaOH انجام شدند.
یافته‌ها: اصلاح شیمیایی پودر چوب توسط طبف‌سنجی FTIR اثبات شد. سطح‌فعال BET نمونه اصلاح‌شده در مقایسه با نمونه اصلاح-نشده کمی افزایش یافت که نشان‌دهنده تأثیر مثبت اصلاح انجام گرفته در آزمایش‌های شیمیایی جذب می‌باشد. با توجه به نتایج XRD مشاهده شد که پس از تیمار شیمیایی شاخص بلورینگی پودر چوب کاج افزایش یافت. تأثیر سه فاکتور مقدار جاذب، pH و زمان تماس جهت به دست آوردن حداکثر میزان درصد حذف (%R) رنگ متیلن‌بلو بررسی شد. بیشترین میزان حذف رنگ در 5/6 pH=، مقدار جاذب 24/1 گرم و زمان تماس 65 دقیقه مشاهده شد. مشاهده تصاویر FE-SEM نشان داد که مورفولوژی سطح پودر چوب تیمارشده قلیایی به‌طور قابل‌توجهی با جذب متیلن‌بلو تغییر کرد و سطح پودر چوب تیمار شده قلیایی توسط رنگ متیلن‌بلو از طریق فرآیند جذب روی آن پوشانده شد. به‌منظور تعیین مکانیسم واکنش، مدل‌های سینتیکی شبه‌مرتبه اول و شبه‌مرتبه دوم به کار رفتند. داده‌های سینتیک جذب بر روی مدل شبه مرتبه دوم برازش بهتری از خود نشان دادند که می‌توان نتیجه گرفت که ماهیت فرآیند جذب از نوع شیمیایی می‌باشد. آنالیز داده-های تعادلی توسط ایزوترم‌های فرندلیچ و لانگمایر نشان داد که پدیده جذب از هر دو مدل لانگمایر و فرندلیچ تبعیت نمود. اما با توجه به بیشتر بودن ضریب همبستگی در معادلات حاصل از مدل فرندلیچ، ایزوترم فرندلیچ مدل بهتری برای جذب رنگ متیلن‌بلو با استفاده از جاذب پودر چوب کاج می‌باشد. همچنین با توجه به نتایج، حداکثر ظرفیت جذب پیش‌بینی‌شده با استفاده از مدل لانگمایر با افزایش دما افزایش یافت.
نتیجه‌گیری: به‌طورکلی، با توجه به نتایج به‌دست‌آمده با استفاده از رنگ کاتیونی متیلن‌بلو، پودر چوب کاج به‌عنوان جاذبی مؤثر برای جذب این رنگ عمل نمود. همچنین فاکتور مقدار جاذب نسبت به زمان تماس تأثیر بیشتری بر درصد حذف رنگ متیلن‌بلو دارد.
کلیدواژه‌ها
متیلن‌بلو؛ پودر چوب کاج؛ جذب سطحی؛ ایزوترم؛ سینتیک جذب
مراجع
  1. Ataeefard, M. (2014). Influence of paper surface characteristics on digital printing quality. Surface engineering.30: 7. 529-534.
  2. Altay, B.N., Huq, A., Aksoy, B., Hailstone, R., Demir, M., Aydemir, C., ... & Williams, S. (2023). Enhanced internal coating structure and light reflectance of coated papers: a sludge valorization process. ACS Sustainable Chemistry & Engineering. 11: 13. 5303-5314.
  3. Rastogi, V.K., & Samyn, P. (2015). Bio-based coatings for paper applications. Coatings. 5: 4. 887-930.
  4. Barikani, M. (2018). Biodegradable polymers and their role in sustainable development. Polym Adv Technol. 29: 1. 47-58.
  5. Jiang, T., Duan, Q., Zhu, J., Liu, H., & Yu, L. (2020). Starch-based biodegradable materials: Challenges and opportunities. Advanced Industrial and Engineering Polymer Research. 3: 1. 8-18.
  6. Song, Z., Pan, Y., & Xiao, H. (2013). Effects of zein emulsion application on improving the water and water vapour barrier properties of paper. Nordic Pulp & Paper Research Journal. 28: 3. 381-385.
  7. Gadakh, D., Dashora, P., & Wadhankar, G., (2020). A review paper on graphene coated fibres. Graphene. 8: 4. 53-74.
  8. You, X., Wang, H., He, J., & Qi, K. (2025). Fluorine-free superhydrophobic breathable membranes with lotus-leaf/corncob-like composite structure for highly water-resistant fabrics. Chemical Engineering Journal. 506, 160214.
  9. Mousavi, S.M.M., Afra, E., Tajvidi, M., Bousfield, D.W., & Dehghani-Firouzabadi, M. (2018). Application of cellulose nanofibril (CNF) as coating on paperboard at moderate solids content and high coating speed using blade coater. Progress in Organic Coatings. 122: 207-218.
  10. Tihminlioglu, F., Atik, İ.D., & Özen, B. (2010). Water vapour and oxygen-barrier performance of corn–zein coated polypropylene films. Journal of Food Engineering. 96: 3. 342-347.
  11. Asgher, M., Qamar, S.A., Bilal, M., & Iqbal, H.M. (2020). Bio-based active food packaging materials: Sustainable alternative to conventional petrochemical-based packaging materials. Food Research International. 137, 109625.
  12. Wu, F., Misra, M., & Mohanty, A.K. (2021). Challenges and new opportunities in barrier performance of biodegradable polymers for sustainable packaging. Progress in Polymer Science. 117, 101395.
  13. Mujtaba, M., Lipponen, J., Ojanen, M., Puttonen, S., & Vaittinen, H. (2022). Trends and challenges in the development of bio-based barrier coating materials for paper/cardboard food packaging; a review. Science of The Total Environment. 851, 158328.
  14. Rastogi, V.K., & Samyn, P. (2015). Bio-based coatings for paper applications. Coatings. 5: 4. 887-930.
  15. Asadi Khansari, A., , Dehghani Firouzabadi, M., & Resalati, H. (2017). Double coating effects of latex and MFC on barrier and printability properties in paper, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Faculty of Wood and Paper Engineering. 228p.
  16. Ebrahimpour Kasmani, J., Mahdavi, S., & Samariha, S., (2014). Improvement of physical properties and printability of wood containing paper by light weight coating. Journal of Color Science and Technology. 7: 265-274.
  1. Mohammadi, E., Rezanezhad, S., & Asadpour, G. (2021). Evaluation of strength, optical and antibacterial properties of treated papers by chitosan and nano zinc oxide. Iranian Journal of Wood and Paper Industries. 12: 12. 145-162.
  2. Zhang, M., Hao, N., Song, S., Wang, J., Wu, Y., & Li, L. (2014). Investigation of the mixed refining of a novel fly ash-based calcium Silicate filler with fiber. Bioresources. 9: 3. 5175-5183.
  3. Tayeb, A.H., Amini, E., Ghasemi, S., & Tajvidi, M. (2018). Cellulose nanomaterials—Binding properties and applications: A review. Molecules. 23: 10. 2684.
  1. Kumar, N., & Bhardwaj, N. (2011). Influence of particle size distribution of calsum carbonate pigments on coated paper whiteness. Journal of Coatings Technology and Research. 8: 5. 613-618.
  2. Çiçekler, M., Sozbir, T., & Tutus, A., (2023). Improving the optical properties and filler content of white top testliners by using a size press. ACS omega. 8: 23. 21000-21007.
  1. Liu, H., Shi, H., Wang, Y., Wu, W., & Ni, Y. (2014). Interactions of lignin with optical brightening agents and their effect on paper optical properties. Industrial & Engineering Chemistry Research. 53: 8. 3091-3096.
  1. Soltany, Z., Farahmand Borujeni, H., & Abed-Esfahani, A. (2016). Investigating the impact of honey additive on Iranian traditional ink. Journal of Colour Science and Technology. 10: 1. 43-54.
آمار
تعداد مشاهده مقاله: 113
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 58


سامانه مدیریت نشریات علمی. طراحی و پیاده سازی از سیناوب