استفاده از نانوکامپوزیت الیاف کربنی/ZIF-۸ جهت جداسازی سورفکتانت CTAB از آب، مطالعات ایزوترم و سینتیک

هدف این پژوهش، تولید نانوماده متخلخل با سطح ویژه بالا جهت افزایش ظرفیت جداسازی سورفکتانت کاتیونی ستیل تری متیل آمونیوم برمید (Cetyltrimethylammonium Bromide, CTAB) از آب است. در راستای این هدف، نانوکامپوزیت مزو و میکرو متخلخل الیاف کربنی/ ZIF-۸بدون استفاده از سورفکتانت با روش ساده و مقرون به صرفه سنتز رسوبی به صورت درجا با خاصیت فوق آبگریزی و سطح ویژه بالا تولید شد. مهم ترین خصوصیات نانوکامپوزیت از جمله تصاویر ریخت شناسی، بلورشناسی، اندازه ذرات، سطح ویژه، پیوندهای شیمیایی و ... ارزیابی شد. طبق یافته ها، ذرات ZIF-۸ با اندازه بلوری nm ۲۷ حاصل شد. متوسط اندازه ۳۰ تا ۵۰ نانومتر برای ذراتZIF-۸ حاصل شد. سطحی زبر با ضخامت پوشش ZIF-۸ بین ۱/۰-۲ میکرون برای نانوکامپوزیت الیاف کربنی/ZIF-۸ حاصل شد. آنالیزهای ظرفیت نانوکامپوزیت به صورت کمی و کیفی با روش های استاندارد مطالعه شد. باتوجه به یافته های تحقیق، حداکثر جذب mg/g ۳۸۸ برای سورفکتانت توسط نانوکامپوزیت الیاف کربنی/ZIF-۸ با سطح ویژه m۲/g ۲۶۰ و تخلخل میکروحفره ها و مزوحفره ها با اندازه متوسط nm ۶/۱ و ۸/۳ حاصل شد. فوق آبگریزی نانوکامپوزیت الیاف-کربنی/ZIF-۸ با زاویه ترشوندگی با آب °۱۵۰ و برخوردهای الکترواستاتیک به عنوان مکانیزم های غالب جداسازی سورفکتانت شناخته شد. عملکرد جاذب در سیستم های استاتیکی و دینامیکی با اثر پارامترهای مختلف در این پژوهش بررسی شد. مدلسازی ایزوترم و سینتیک بررسی شد که مکانیزم جذب سورفکتانت روی جاذب توسط مدل ایزوترم جذب لانگمویر تفسیر شد و سینتیک مرتبه اول، مکانیزم کنترلی رفتار جاذب در طول زمان است.