جذب آفت کش ادیفنفوس با استفاده از کامپوزیت زئولیت اصلاح شده با پلی پیرول

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد،گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد آیت الله آملی، آمل، ایران

2 استادیار،گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد آیت الله آملی، آمل، ایران

چکیده

امروزه به­دلیل رشد روز افزون جمعیت و افزایش تولیدات کشاورزی و مواد غذایی، استفاده از سموم و آفت­کش­های اورگانوفسفره و اورگانوکلره مخصوصا ادیفنفوس در بخش کشاورزی درحال افزایش است. یکی از مؤثر ترین روش ها برای حذف چنین سمومی استفاده از روش جذب سطحی است. از این­رو، پژوهش حاضر به بررسی حذف قارچ­کش ادیفنفوس از محلول آبی به کمک کامپوزیت پلی پیرول بر روی زئولیت طبیعی پرلیت پرداخت. لازم به­ذکر است تمامی آزمایش ها در سیستم ناپیوسته صورت گرفت. برای این منظور، پس از حذف ناخالصی­های احتمالی در پرلیت از طریق حرارت­دادن در دمای C° 550 و سپس فعال‌سازی پرلیت با سولفوریک اسید N 06/0، نانوکامپوزیت PPy/perlite تهیه شد. شناسایی ساختار جاذب­های سنتز شده به­وسیله آنالیز پراش اشعه ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، و طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز (FTIR) انجام گرفت. در ادامه، اثر پارامترهای تجربی  pH، زمان تماس، مقدار جرم جاذب و دما بر جذب سطحی مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد که شرایط بهینه جذب ادیفنفوس به­وسیلهPPy/Perlite ، 6 pH ، زمان تماس min 18 و میزان جاذب g 3/0 در ml 100 بوده است. بررسی اثر دما نیز نشان داد که افزایش دما تاثیر مثبت در راندمان حذف دارد. در نهایت، بررسی ترمودینامیک فرآیند نیز نشان­دهنده یک فرآیند خود به­خودی و گرماگیر بود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Adsorption of Edifenphos pesticide using polypyrrole modified zeolite composite

نویسندگان [English]

  • Fatemeh Samiei 1
  • Arezoo Ghadi 2
  • Mojtaba Masoumi 2
1 M.Sc. Alumni, Department of Chemical Engineering, Ayatollah Amoli Branch, Islamic Azad University, Amol, Iran
2 Assist. Professor, Department of Chemical Engineering, Ayatollah Amoli Branch, Islamic Azad University, Amol, Iran
چکیده [English]

Today, due to the growing population and increasing agricultural and food production, the use of toxins and organophosphate and organochlorine pesticides, especially Edifenphos, is increasing in the agricultural sector. One of the most effective ways to remove such toxins is to use the adsorption method. Therefore, the present study investigated the removal of Edifenphos fungicide from aqueous solution using polypyrrole composite on natural perlite zeolite. It is notworthy that each experiment was performed in a discontinuous system. For this purpose, after removing possible impurities in perlite through heating at 550 °C and then activating perlite with 0.06 N sulfuric acid, PPy/perlite nanocomposite was prepared. The structure of the adsorbents synthesized was identified using X-ray diffraction (XRD) analysis, scanning electron microscopy (SEM), and Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy. Then, the effect of experimental parameters of pH, contact time, adsorbent mass, and temperature on adsorption was studied. The results showed that the optimal conditions for adsorption of Edifenphos by PPy/Perlite were pH 6, contact time 18 min, and adsorbent amount of 0.3 g/100 ml. Examination of the effect of temperature also showed that increasing the temperature has a positive effect on the removal efficiency. Finally, the study of the process thermodynamics showed a spontaneous and endothermic process.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Adsorption
  • Edifenphos fungicide
  • polymer composite
  • Thermodynamics
Ahmed, F. E. (2001). Analyses of pesticides and their metabolites in foods and drinks. TrAC Trends Anal. Chem., 20(11), 649-661.
Azizi, S. N. and Asemi, N. (2012). A Box-Behnken design for determining the optimum experimental condition of the fungicide (Vapam) sorption onto soil modified with perlite. J. Environ. Sci. Health., Part B, 47(7), 692-699.
Bagheri, H., Ayazi, Z. and Aghakhani, A. (2011). A novel needle trap sorbent based on carbon nanotube-sol–gel for microextraction of polycyclic aromatic hydrocarbons from aquatic media. Anal. Chim. Acta, 683(2), 212-220.
Cheng, Z., Gao, Z., Ma, W., Sun, Q., Wang, B. and Wang, X. (2012). Preparation of magnetic Fe3O4 particles modified sawdust as the adsorbent to remove strontium ions. Chem. Eng. J., 209, 451-457.
Eskandari, T., Ali Ashrafi-pour, R., Yadollagi A. A. and Tohidi, F. (2008). Statistical study of the use of agricultural pesticides in the cities of Mazandaran province. The second conference and specialized exhibition of environmental engineering, Tehran [in Persian]
Ghorbani, M., Esfandian, H., Taghipour, N. and Katal, R. (2010). Application of polyaniline and polypyrrole composites for paper mill wastewater treatment. Desal., 263(1-3), 279-284.
Katal, R., Hasani, E., Farnam, M., Baei, M. S. and Ghayyem, M. A. (2012). Charcoal ash as an adsorbent for Ni (II) adsorption and its application for wastewater treatment. J. Chem.  Eng. Data, 57(2)., 374-383.
Omraei, M., Esfandian, H., Katal, R. and Ghorbani, M. (2011). Study of the removal of Zn(II) from aqueous solution using polypyrrole nanocomposite. Desal., 271(1-3), 248-256.
Ouznadji, Z. B., Sahmoune, M. N. and Mezenner, N. Y. (2016). Adsorptive removal of diazinon: kinetic and equilibrium study. Desal. Water Treat., 57(4), 1880-1889.
Rao, G. P. C., Satyaveni, S., Ramesh, A., Seshaiah, K., Murthy, K. S. N. and Choudary, N. V. (2006). Sorption of cadmium and zinc from aqueous solutions by zeolite 4A, zeolite 13X and bentonite. J. Environ. Manag., 81(3), 265-272.
Raudsepp, T., Marandi, M., Tamm, T., Sammelselg, V. and Tamm, J. (2014). Influence of ion-exchange on the electrochemical properties of polypyrrole films. Electroch. Acta, 122, 79-86.
Reynolds, J. R., Thompson, B. C. and Skotheim, T. A. (Eds.). (2019). Handbook of Conducting Polymers, -2 Volume Set. CRC Press.
Yao, Z. W., Jiang, G. B., Liu, J. M. and Cheng, W. (2001). Application of solid-phase microextraction for the determination of organophosphorous pesticides in aqueous samples by gas chromatography with flame photometric detector. Talanta., 55(4), 807-814.
Kabwadza-Corner, P., Matsue, N., Johan, E. and Henmi, T. (2014). Mechanism of Diazinon adsorption on iron modified montmorillonite. Am. J. Anal. Chem., 5(2), 70-76. doi: 10.4236/ajac.2014.52011.
Kausaite-Minkstimiene, A., Mazeiko, V., Ramanaviciene, A. and Ramanavicius, A. (2015). Evaluation of chemical synthesis of polypyrrole particles. Colloid. Surf. A: Physicochem. Eng. Aspect., 483, 224-231.
Valtera, S., Prokeš, J., Kopecká, J., Vrňata, M., Trchová, M., Varga, M. and Kopecký, D. (2017). Dye-stimulated control of conducting polypyrrole morphology. RSC Adv., 7(81), 51495-51505.
Valičková, M., Derco, J. and Šimovičová, K. (2013). Removal of selected pesticides by adsorption. Acta Chim. Slovaca, 6(1), 25-28.