حذف گاز NO2 به وسیله برخی جاذب‌های طبیعی با استفاده از روش جذب سطحی

مقاله پژوهشی

علوم و تکنولوژی محیط زیست، دوره بیست و چهارم، شماره پنج، مردادماه 1401 (61-72)

حذف گاز NO₂ به وسیله برخی جاذب­های طبیعی

با استفاده از روش جذب سطحی

حسین دشتی خویدکی[1] ^*

dashti@abru.ac.ir 

راضیه جعفری[2]

موسی سلیمانی[3]

چکیده

زمینه و هدف: نیتروژن دی اکسید (NO₂) یکی از خطرناک­ترین آلاینده­ها در محیط زیست است. NO₂ در غلظت­های بالا قطعا سبب ایجاد آسیب­های ریوی می­شود. مجاورت با مقادیر متوسط آن (ppm 50) در یک دوره کوتاه مدت، سوزش چشم، بینی و گلو، سرفه، خلط خونی، تنگی نفس و درد سینه را ایجاد می­کند و تماس با غلظت­های بالای آن (بالاتر از ppm 100) می­تواند به ادم ریوی و نهایتا مرگ منجر شود. بنابراین، حذف این آلاینده از هوا اهمیت به سزایی برای محیط زیست دارد. این مطالعه با هدف حذف گاز NO₂ به وسیله برخی جاذب­های طبیعی با استفاده از روش جذب سطحی انجام گرفته است.

روش بررسی: در این کار، حذف گاز NO₂ به روش جذب سطحی، بر روی برخی جاذب­های طبیعی شامل پوسته تخم مرغ، پوست درخت اوکالیپتوس، دانه گیاه رازیانه، برگ درخت کاج، تفاله چای و کاه گندم مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین، اثر برخی شرایط تجربی بر جذب سطحی شامل طول ستون جاذب و مقدار NO₂ اولیه بررسی شده است.

یافته­ها: مطلوب­ترین درصد جذب با طول ستون جاذب 50 سانتی­متر و مقدار NO₂ اولیه 3/6 میلی­مول به دست می­آید. علاوه­بر­این، دانه گیاه رازیانه و پوسته تخم مرغ می­توانند به ترتیب 8/96 و 1/92% از گاز NO₂ را در شرایط بهینه جذب نمایند.

بحث و نتیجه­گیری: از میان جاذب­های استفاده شده، مناسب­ترین جاذب­ها برای فرایند جذب سطحی، دانه گیاه رازیانه و پوسته تخم مرغ می­باشند. همچنین، داده­های تعادلی با ایزوترم­های جذب سطحی لانگمویر، فروندلیش، تمکین و هارکین- جورا برازش شدند و نتایج حاصل نشان داد که ایزوترم هارکین- جورا بهتر از سایر ایزوترم­ها، نتایج تجربی را توصیف می­کند.

واژه های کلیدی: آلاینده­های محیط زیست، جذب سطحی، گاز NO₂، جاذب­های طبیعی، ایزوترم­های جذب سطحی.

The removal of NO₂ gas by some natural adsorbents by using the adsorption method

Hossein Dashti Khavidaki [4] ^*

dashti@abru.ac.ir

Raziyeh Jafari[5]

Mousa Soleymani[6]

Abstract

Background and Objective: Nitrogen dioxide (NO₂) is one of the most dangerous pollutants in the environment. NO₂ certainly causes lung damage at high concentrations. Exposure to its moderate levels (50 ppm) for a short period may produce irritation of the eyes, nose, and throat, cough, hemoptysis, dyspnea, and chest pain and contact to its high concentrations (> 100 ppm) can result in pulmonary edema, which can be fatal. Therefore, it is very important for environment the removing of the pollutant from air. The aim of this study has been the removal of NO₂ gas by some natural adsorbents by using the adsorption method.

Material and Methodology:  In this work, it has been investigated the removal of NO₂ gas by adsorption on different natural adsorbents including eggshell, eucalyptus bark, fennel seed, pine leaf, tea waste, and wheat straw. It was also studied the effect of some experimental conditions including adsorbent column length and initial NO₂ amount on the adsorption percentage.

Findings: The most desirable adsorption percentage obtained with adsorbent column length 50 cm and initial NO₂ amount 6.3 mmol. In addition, Fennel seed and eggshell can adsorb 96.8 and 92.1% of NO₂ gas in the optimum conditions, respectively.

Discussion and Conclusion: Among the used adsorbents, the most appropriate adsorbents are fennel seed and eggshell for the adsorption process. In addition, it was correlated the equilibrium data with the adsorption isotherms such as the Langmuir, Freundlich, Temkin, and Harkin-Jura and the results showed that Harkin-Jura isotherm describes the experimental results better than the other isotherms.

Key words: Environmental pollutants, Adsorption, NO₂ gas, Natural adsorbents, Adsorption isotherms.

مقدمه

از میان آلاینده­های گازی در هوای اتمسفری، نیتروژن دی اکسید (NO₂) یکی از خطرناک­ترین آلاینده­هاست. NO₂ در غلظت­های پایین، گازی بی­رنگ یا زردرنگ است اما در غلظت­های بالا قهوه­ای به نظر می­رسد. این گاز بویی شبیه به سفیدکننده دارد اما تندی کمتری دارد و بهتر از بوی گاز کلر است. استنشاق آن احساس سوزاننده­ای شبیه به استنشاق آمونیاک دارد. NO₂ بدون ایجاد نشانه خطر آنی، سبب ایجاد زخم تاخیری می­شود. مکان­های اولیه آسیب پس از استنشاق آن، نایژک­های انتهایی و حفره­های مجاور آن می­باشند. NO₂ موجب صدمات اکسایشی شده و رادیکال­های آزادی تولید می­کند که می­توانند آمینواسیدها در بافت­های پروتئینی را اکسید نمایند. آن، همچنین، پروکسیداسیون لیپید در اسیدهای چرب چندغیراشباعی در غشای سلول­های ریوی را آغاز می­کند. NO₂ در غلظت­های بالا قطعا سبب ایجاد آسیب­های ریوی می­شود. مجاورت با مقادیر متوسط آن (ppm 50) در یک دوره کوتاه مدت، سوزش چشم، بینی و گلو، سرفه، خلط خونی، تنگی نفس و درد سینه را ایجاد می­کند و تماس با غلظت­های بالای آن (بالاتر از ppm 100) می­تواند به ادم ریوی و نهایتا مرگ منجر شود (1-5).

NO₂  در باران اسیدی و مه­دود فوتوشیمیایی یافت می­شود. علاوه­براین، این گاز می­تواند در فرایندهای شیمیایی تولیدکننده نیتریک اسید و کودهای شیمیایی، سولفوریک اسید و مشتقات نیتریک اسید در سنتزهای آلی وجود داشته باشد. البته، بیش از 90 درصد تمام نیتروژن دی اکسید مصنوعی وارد شده به اتمسفر به وسیله سوختن سوخت­های مختلف تولید می­شود (6).

به­طورکلی، سه روش برای حذف NO₂ از هوا وجود دارد: احیای کاتالیزوری (انتخابی و غیر انتخابی)، جذب توده­ای (اسیدی و قلیایی) و جذب سطحی (1 و 7). از میان این روش­ها، جذب سطحی به­خاطر هزینه پایین، سهولت دسترسی به جاذب، آسان بودن عملکرد و زمان کم عملیات یک روش موثر برای حذف آلاینده­هاست (8).

کربن فعال یکی از مهم­ترین گروه جاذب­هایی است که برای جذب گازNO₂  مورد استفاده قرار گرفته است و از آن میان، می­توان یک نوع کربن فعال تجاری (9) و کربن­های فعال حاصل از زغال سنگ (10)، خاک اره کاج (11)، هسته خرما (12و13) و ضایعات لاستیک (14) را نام برد. برخی از مواد معدنی نظیر زئولیت­ها (15و16)، آلومینیوم اکسید (17) و  تیتانیم دی اکسید (18) نیز برای جذب گاز NO₂ به­کار­برده­شده­اند. علاوه­بر­این، گاز NO₂ از هوا به وسیله برخی جاذب­های طبیعی مانند مواد پسماند صنعت قهوه­سازی (19)، پودر پوست درخت چریش (نوعی درخت سنجد)(20) و خاک اره (21) نیز حذف شده است.

هدف اصلی ما در این کار تحقیقاتی، حذف گاز سمی NO₂ از منابع تولید کننده آن مانند اگزوز اتومبیل­ها و دودکش کارخانجات به روش جذب سطحی و به وسیله جاذب­های طبیعی مختلف بوده است.

بخش تجربی

مواد و واکنشگرها

سدیم هیدروکسید (NaOH) و هیدروژن پروکسید (H₂O₂) با خلوص تجزیه­ای از شرکت مرک آلمان خریداری شدند.

جاذب­ها

جاذب­های استفاده شده، پسماندهای مواد طبیعی و بنابراین ارزان و در دسترس بودند. این جاذب­ها شامل پوسته تخم مرغ، پوست درخت اوکالیپتوس، دانه گیاه رازیانه، برگ درخت کاج، تفاله چای و کاه گندم بودند. دانه گیاه رازیانه نیز به عنوان یک جاذب نسبتا گران­قیمت مورد استفاده قرار گرفت.

تهیه جاذب­ها

جاذب­ها پس از جمع­آوری ریز ریز شده، با آب مقطر شسته شده و به مدت چند روز در دمای اتاق خشک شدند. نمونه جاذب­های خشک شده به جز دانه گیاه رازیانه، به وسیله یک آسیاب برقی خرد شدند. سپس، جاذب­های آسیاب شده برای به دست آوردن ذرات جاذب ریز و یکنواخت از الک شماره 8 با میانگین اندازه حفره mm 36/2 عبور داده شدند. دانه گیاه رازیانه بدون آسیاب کردن و الک کردن به کار برده شد.

دستگاه و روش

دراین کار، ما از جاذب­های طبیعی مختلف استفاده کرده­ایم و در هر مورد، بازده جذب سطحی را به دست آورده و بهترین جاذب با بالاترین بازده جذب را گزارش داده­ایم. جاذب­های مختلف استفاده شده برای جذب گاز NO₂ شامل پوسته تخم مرغ، پوست درخت اوکالیپتوس، دانه گیاه رازیانه، برگ درخت کاج، تفاله چای و کاه گندم بودند. این جاذب­ها، به جز دانه گیاه رازیانه که یک جاذب طبیعی و نسبتا گران­قیمت بود، پسماندهای مواد طبیعی، ارزان ­قیمت و فراوان هستند.

طرح 1 نمودار شماتیک دستگاه طراحی شده برای آزمایش­های جذب سطحی گاز NO₂ بر روی جاذب­های مورد نظر را نشان می­دهد (22). این دستگاه که ساخت آن آسان و ارزان قیمت است، شامل سه بخش می­باشد: بخش تولید گاز، بخش جذب سطحی و بخش آنالیز. در ابتدا، گاز NO₂ به وسیله واکنش سیم مسی بدون روکش با نیتریک اسید غلیظ در یک ارلن سه دهانه به عنوان ظرف واکنش (2) تولید شد (بخش تولید گاز). این واکنش به صورت معادله (1) نشان داده شده است.

سپس، جریانی از هوا با شار جرمی ثابت به وسیله یک پمپ دمنده (3) به داخل ظرف واکنش دمیده شد تا گاز NO₂ تولید شده را به ستون جذب سطحی انتقال دهد (بخش جذب سطحی). خروجی ستون به ارلنی محتوی محلول هیدروژن پروکسید 10% (5) متصل شد. گاز NO₂ با این محلول به صورت معادلات 4-2 واکنش کرده و سپس نیتریک اسید تولید شده به وسیله تیتراسیون با محلول هیدروژن پروکسید با غلظتmol.L^-1  1/0 در حضور شناساگر فنل­فتالئین آنالیز شد (بخش آنالیز).

و واکنش کلی به صورت معادله (5) می­باشد.

پس، یک مول NO₂ معادل یک مول HNO₃ و نیز یک مول NaOH می­باشد.

درصد جذب سطحی ((%Adsorption به صورت معادله (6) به دست می­آید که در آن، n_{i  و} n_f  به ترتیب مقادیر اولیه و نهایی NO₂ بر حسب میلی­مول هستند.

ظرفیت جذب سطحی (q_e)، مقدار تعادلی گاز NO₂ جذب شده (میلی­مول) به ازای واحد طول ستون جاذب (سانتی­متر) است که توسط معادله (7) محاسبه می­شود که در آن، n_{i  و} n_f  به ترتیب مقادیر اولیه و نهایی NO₂ بر حسب میلی­مول و L طول ستون جاذب بر حسب سانتی­متر می­باشد.

در این مطالعه، اثر نوع جاذب، طول ستون جاذب و تعداد مول اولیه گاز NO₂ بر درصد جذب سطحی آن بررسی شده و مناسب­ترین جاذب با شرایط مناسب برای حذف گاز NO₂ ارائه شده است.

طرح 1- نمودار شماتیک دستگاه تجربی برای جذب سطحی گاز NO₂ بر روی برخی جاذب­های طبیعی. 1- هیتر 2- ظرف واکنش 3- پمپ دمنده 4- ستون جاذب طبیعی 5- ارلن محتوی محلول هیدروژن پروکسید 10%.

Scheme 1. Schematic diagram of the experimental apparatus for the adsorption of NO₂ gas onto some natural adsorbents. 1.Hitter 2. Reaction flask 3. Air blower pump, 4. Natural adsorbent column, 5. Flask containing the solution of hydrogen peroxide 10%.

نتایج و بحث

آنالیز گاز NO₂

در ابتدا، آنالیز گاز NO₂ برای به دست آوردن تعداد مول­های آن ضروری است. این آنالیز بر اساس منبع (23) و پس از بهینه­سازی شرایط انجام شد. نتایج در جدول 1 ارائه شده است. همان­گونه که دیده می­شود، یک اختلاف منطقی بین نتایج تجربی و نظری وجود دارد، زیرا میزان خطاهای نسبی آنها نسبتا مطلوب است. در ضمن، مقادیر NO₂ تجربی اولیه به عنوان مرجع برای محاسبه درصد جذب در آزمایش­های جذب سطحی در نظر گرفته شده است نه مقادیر نظری اولیه آن. بنابراین، مقادیر NO₂ تجربی متناظر با 05/0، 10/0، 15/0 و 20/0 گرم مس به ترتیب با 55/1، 0/3، 50/4 و 3/6 میلی­مول برابر بودند.

جدول 1- نتایج مربوط به آنالیز مقادیر گاز NO₂ برای جرم­های مختلف مس

Table 1. The results relevant to the analysis of NO₂ amounts for different cupper masses

اثر جاذب بر درصد طول ستون جذب سطحی

جاذب­های استفاده شده شامل مواد و پسماندهای طبیعی و عبارت از پوسته تخم مرغ، پوست درخت اوکالیپتوس، دانه گیاه رازیانه، برگ درخت کاج، تفاله چای و کاه گندم بودند. طول ستون جاذب از 10 تا 50 سانتی­متر تغییر داده شد، درحالی­که مقدار اولیه NO₂ ثابت نگه داشته شد (0/3 میلی­مول NO₂ معادل با 10/0 گرم مس) و آزمایش­های جذب سطحی انجام شدند. نتایج در شکل 1 نشان داده شده است. همان­طور که در این شکل دیده می­شود، درصد جذب با افزایش طول ستون جاذب افزایش می­یابد و جذب مناسب­تر با طول ستون 50 سانتی­متر مشاهده می­شود. این امر می­تواند به علت افزایش مساحت سطح جاذب و دسترسی به مکان­های جذبی بیشتر برای جذب گاز NO₂ باشد. علاوه­براین، از میان جاذب­های مختلف استفاده شده، دانه گیاه رازیانه با طول ستون جاذب 50 سانتی­متر درصد جذب بالاتری نشان داد و پس از آن، پوسته تخم مرغ و پوست درخت اوکالیپتوس برای جذب سطحی گاز NO₂ مناسب­تر بودند.

شکل 1- اثر طول ستون جاذب بر درصد جذب سطحی گاز NO₂ برای جاذب­های مختلف (پوسته تخم مرغ، پوست درخت اوکالیپتوس، دانه گیاه رازیانه، برگ درخت کاج، تفاله چای و کاه گندم) (مقدار اولیه NO₂: 0/3 میلی­مول).

Figure 1. The effect of the adsorbent column length on the adsorption percentage for different adsorbents (eggshell, eucalyptus bark, fennel seed, pine leaf, tea waste, and wheat straw) (initial NO₂ amount= 3.0 mmol).

اثر مقدار اولیه NO₂ بر درصد جذب سطحی

اکنون، طول ستون جاذب در مقدار بهینه آن (50 سانتی­متر) ثابت نگه داشته شد و مقدار اولیه NO₂ از 55/1 میلی­مول (معادل با 05/0 گرم مس) تا 3/6 میلی­مول (معادل با 20/0 گرم مس) تغییر داده شد و آزمایش­های جذب سطحی انجام شدند. همان­گونه که در شکل 2 دیده می­شود، درصد جذب سطحی با افزایش مقدار اولیه NO₂ افزایش می­یابد و جذب مطلوب­تر در مقدار اولیه 3/6 میلی­مول مشاهده می­شود. این امر می­تواند به­خاطر افزایش تولید گاز NO₂ و جذب بیشتر آن در مکان­های جذبی کافی برای جذب باشد. سرانجام، از میان جاذب­های استفاده شده، مناسب­ترین جاذب برای جذب سطحی گاز NO₂، دانه گیاه رازیانه است. این جاذب می­تواند 8/96% از گاز NO₂ را در شرایط بهینه با طول ستون 50 سانتی­متر و مقدار اولیه NO₂ برابر با 3/6 میلی­مول جذب نماید، اما چون دانه گیاه رازیانه نسبتا گران­قیمت است، استفاده از پوسته تخم مرغ به عنوان جاذب برای جذب گاز NO₂ مقرون به صرفه­تر است. این جاذب بعد از دانه گیاه رازیانه، بیشترین درصد جذب (1/92%) را دارد.

شکل 2- اثر مقدار اولیه گاز NO₂ بر درصد جذب سطحی برای جاذب­های مختلف (پوسته تخم مرغ، پوست درخت اوکالیپتوس، دانه گیاه رازیانه، برگ درخت کاج، تفاله چای و کاه گندم) (طول بهینه ستون جاذب: 50 سانتی­متر).

Figure 2. The effect of the initial NO₂ amount on the adsorption percentage for different adsorbents (eggshell, eucalyptus bark, fennel seed, pine leaf, tea waste, and wheat straw) (optimum adsorbent column length= 50 cm). 

ایزوترم­های تعادلی جذب سطحی

برای یافتن مدل مناسب جهت جذب سطحی گاز NO₂ بر روی جاذب­های مختلف، نتایج تعادلی جذب سطحی بر اساس فرم­های خطی ایزوترم­های لانگمویر (معادله 8)، فروندلیش (معادله 9)، تمکین (معادله 10) (24و25) و هارکین-جورا (معادله 11) (26) تجزیه و تحلیل شدند.

که در آن، n_e و q_e به ترتیب مقدار NO₂ (بر حسب mmol) و ظرفیت جذب سطحی آن (بر حسب mmol cm^-1) در حالت تعادلی هستند. K_L ثابت ایزوترم لانگمویر بر حسب mmol^-1 و q_m  بیشینه ظرفیت جذب بر اساس ایزوترم لانگمویر بر حسب mmol cm^-1 است. K_F ثابت ایزوترم فروندلیش بر حسب mmol^1-(1/n) cm^-1 و n فاکتور ناهمگنی می­باشد. B₁ ثابتی است که به گرمای جذب سطحی بستگی دارد و K_T ثابت ایزوترم تمکین بر حسب  cm^-1 است. A و B ثابت­های ایزوترم هارکین- جورا می­باشند. به این نکته باید توجه داشت که در تمام موارد، تعداد مول­های جذب­شونده (NO₂) جایگزین غلظت آن شده است.

منحنی­های ایزوترمی در شکل­های 6-3 نشان داده شده­اند. همان­گونه که در شکل­های 3 و 4 دیده می­شود، گرچه برازش داده­های تجربی با معادلات لانگمویر و فروندلیش خوب است، به­خاطر منفی بودن عرض از مبدأ آنها، پارامترهای این معادلات مقادیری منفی دارد. بنابراین، داده­های تجربی با این ایزوترم­ها مطابقت ندارند. برازش داده­های تجربی با معادله تمکین چندان خوب نیست اما پارامترهای آن برای جاذب­های مختلف به جز برگ درخت کاج، مقادیری مثبت دارد، اما در معادله ایزوترم هارکین- جورا، هم میزان برازش مناسب است و هم پارامترهای آن برای جاذب­های مختلف به جز تفاله چای، مقادیری مثبت دارد که در جدول 2 ارائه شده است. بنابراین، ایزوترم هارکین- جورا نتایج تجربی را بهتر از سایر ایزوترم­ها توصیف می­کند. بر اساس فرضیات ایزوترم هارکین- جورا (26)، جذب سطحی گاز NO₂ بر روی سطوح جاذب­های استفاده شده، یک جذب چند­لایه­ای است و نیز سطح جاذب­ها توزیع تخلخل ناهمگن دارد.

شکل 3- ایزوترم لانگمویر برای جذب سطحی گاز NO₂ بر روی جاذب­های مختلف (پوسته تخم مرغ، پوست درخت اوکالیپتوس، دانه گیاه رازیانه، برگ درخت کاج، تفاله چای و کاه گندم) (طول بهینه ستون جاذب: 50 سانتی­متر).

Figure 3. Langmuir isotherm for adsorption of NO₂ gas on different adsorbents (eggshell, eucalyptus bark, fennel seed, pine leaf, tea waste, and wheat straw) (optimum adsorbent column length= 50 cm).

شکل 4- ایزوترم فروندلیش برای جذب سطحی گاز NO₂ بر روی جاذب­های مختلف (پوسته تخم مرغ، پوست درخت اوکالیپتوس، دانه گیاه رازیانه، برگ درخت کاج، تفاله چای و کاه گندم) (طول بهینه ستون جاذب: 50 سانتی­متر).

Figure 4. Freundlich isotherm for adsorption of NO₂ gas on different adsorbents (eggshell, eucalyptus bark, fennel seed, pine leaf, tea waste, and wheat straw) (optimum adsorbent column length= 50 cm).

شکل 5- ایزوترم تمکین برای جذب سطحی گاز NO₂ بر روی جاذب­های مختلف (پوسته تخم مرغ، پوست درخت اوکالیپتوس، دانه گیاه رازیانه، برگ درخت کاج، تفاله چای و کاه گندم) (طول بهینه ستون جاذب: 50 سانتی­متر).

Figure 5. Temkin isotherm for adsorption of NO₂ gas on different adsorbents (eggshell, eucalyptus bark, fennel seed, pine leaf, tea waste, and wheat straw) (optimum adsorbent column length= 50 cm).

شکل 6- ایزوترم هارکین- جورا برای جذب سطحی گاز NO₂ بر روی جاذب­های مختلف (پوسته تخم مرغ، پوست درخت اوکالیپتوس، دانه گیاه رازیانه، برگ درخت کاج، تفاله چای و کاه گندم) (طول بهینه ستون جاذب: 50 سانتی­متر).

Figure 6. Harkin-Jura isotherm for adsorption of NO₂ gas on different adsorbents (eggshell, eucalyptus bark, fennel seed, pine leaf, tea waste, and wheat straw) (optimum adsorbent column length= 50 cm).

جدول 2- پارامترهای ایزوترم هارکین- جورا برای جذب سطحی گاز NO₂ بر روی جاذب­های مختلف (پوسته تخم مرغ، پوست درخت اوکالیپتوس، دانه گیاه رازیانه، برگ درخت کاج، تفاله چای و کاه گندم)­(طول بهینه ستون جاذب: 50 سانتی­متر).

Table 2. The parameters of Harkin-Jura isotherm for adsorption of NO₂ gas on different adsorbents (eggshell, eucalyptus bark, fennel seed, pine leaf, tea waste, and wheat straw) (optimum adsorbent column length= 50 cm).

نتیجه­گیری

فرایند جذب سطحی به­خاطر هزینه پایین، سهولت دسترسی به جاذب، آسان بودن عملکرد و زمان کم عملیات یک روش موثر برای حذف آلاینده­های محیط زیست نظیر گاز NO₂ است. جاذب­های مختلف استفاده شده برای جذب گاز NO₂ شامل پوسته تخم مرغ، پوست درخت اوکالیپتوس، دانه گیاه رازیانه، برگ درخت کاج، تفاله چای و کاه گندم بودند. این جاذب­ها، به جز دانه گیاه رازیانه که یک جاذب طبیعی و نسبتا گران­قیمت است، پسماندهای مواد طبیعی و ارزان­قیمت هستند. نتایج نشان داد که از میان جاذب­های استفاده شده، مناسب­ترین جاذب­ها برای این فرایند جذب سطحی، دانه گیاه رازیانه و پوسته تخم مرغ هستند. این جاذب­ها تحت شرایط بهینه طول ستون جاذب 50 سانتی­متر و مقدار اولیه گاز NO₂ برابر با 3/6 میلی­مول، می­توانند به ترتیب 8/96 و 1/92% از گاز NO₂ را جذب نمایند. علاوه­براین، برازش داده­های تجربی با ایزوترم­های جذب سطحی نظیر ایزوترم­های لانگمویر، فروندلیش، تمکین و هارکین- جورا نشان داد که ایزوترم هارکین- جورا، نتایج تجربی را بهتر از سایر ایزوترم­ها توصیف می­کند. بنابراین، بر اساس فرضیات ایزوترم هارکین- جورا، جذب سطحی گاز NO₂ بر روی سطوح جاذب­های استفاده شده، یک جذب چند­لایه­ای است و نیز سطح جاذب­ها توزیع تخلخل ناهمگن دارد.

References

1. Douglas, W. W., Hepper, N. G., Colby, T. V., 1989. Silo-filler's disease. Mayo Clinic Proceedings, Vol. 64, pp. 291-304.
2. Chang, L., Mercer, R. R., Stockstill, B. L., 1988. Effects of low levels of NO₂ on terminal bronchial cells and its relative toxicity compared to oxygen. Toxicology and Applied Pharmacology, Vol. 90, pp. 451-64.
3. Freeman, G., Crane, S. C., Furiosi, N. J., 1972. Covert reduction in ventilatory surface in rat during prolonged exposure to subacute nitrogen dioxide. The American Review of Respiratory Disease, Vol. 106, pp. 563-79.
4. Rosenstock, L., 1987. Occupational medicine: state of the art reviews. Hanley & Belfus, Philadelphia, pp. 303-305.
5. Fernandez-Caldas, E., Fox, R. W., 1992. Environmental control of air pollution. Medical Clinics of North America, Vol. 76, pp. 935-952.
6. Li, W., Wu, C., Fang, H. L., Shi, Y., Lei, L. C., 2006. Study on NO₂ absorption by ascorbic acid and various chemicals. Journal of Zhejiang University Science B, Vol. 7, pp. 38-42.
7. S Environmental Protection Agency, 1991. Alternative Control Technques Document-Nitric and Adipic Acid, EPA Publication, No. 450/3-91-026.
8. Dabrowski, A., 2000. Adsorption-from theory to practice. Advances in Colloid and Interface Science, Vol. 93, pp. 135-224.
9. Gray, P. G., 1993. A Fundamental Study on the Removal of Air Pollutants (Sulfur Dioxide, Nitrogen Dioxide and Carbon Dioxide by Adsorption on Activated Carbon. Gas Separation and Purification, Vol. 7, pp. 213-224.
10. Pietrzak, R., 2009. Active Carbons Obtained from Bituminous Coal for NO₂ Removal under dry and wet conditions at room temperature. Energy Fuels, Vol. 23, pp. 3617-3624.
11. Nowicki, P., Pietrzak, R., 2010. Carbonaceous adsorbents prepared by physical activation of pine sawdust and their application for removal of NO₂ in dry and wet conditions. Bioresource Technology, Vol. 101, pp. 5802-5807.
12. Belala, Z., Belhachemi, M., Jeguirim, M., 2014. Activated carbon prepared from date pits for the retention of NO₂ at low temperature. International Journal of Chemical Reactor and Engineering, Vol. 12, pp. 717-726.
13. Belhachemi, M., Jeguirim, M., Limousy, L., Addoun, F., 2014. Comparison of NO₂ removal using date pits activated carbon and modified commercialized activated carbon via different preparation methods: effect of porosity and surface chemistry. Chemical Engineering Journal, Vol. 253, pp. 121-129.
14. Hofman, M., Pietrzak, R., 2011. Adsorbents obtained from waste tires for NO₂ removal under dry conditions at room temperature. Chemical Engineering Journal, Vol. 170, pp. 202-208.
15. Mortazavi, S. B., Yarahmadi, R., Omidkhah, M. R., Asilyan, H., Moridi, M., 2008. Treatment of Nitrogen Oxides in Air Using Modified ZSM-5 Zeolite. Journal of environmental science and technology, Vol. 11, pp. 61-75 (In Persian)
16. Olsson, L., Sjövall, H., Blint, R. J., 2009. Detailed Kinetic Modeling of NOx Adsorption and NO Oxidation over Cu-ZSM-5. Applied Catalysis B: Environmental, Vol. 87, pp. 200– 210.
17. Apostolescu, N., Schröder, T., Kureti, S., 2004. Study on the Mechanism of the Reaction of NO₂ with Aluminium Oxide. Applied Catalysis B: Environmental, Vol. 51, pp. 43–50.
18. Sivachandiran, L., Thevenet, F., Gravejat, P., Rousseau, A., 2013. Investigation of NO and NO₂ Adsorption Mechanisms on TiO₂ at Room Temperature. Applied Catalysis B: Environmental, Vol. 142, pp. 196–204.
19. Nowicki, P., Skibiszewska, P., Pietrzak, R., 2013. NO₂ removal on adsorbents prepared from coffee industry waste materials, Adsorption, Vol. 19, pp. 521–528.
20. Arthisree, S. R., Sirisha, D., Gandhi, N., 2013. Adsorption of Aqueous solution of NO₂ by
    Neem Bark Dust. International Journal of ChemTech Research, Vol. 5, pp. 450-455.
21. Sirisha, D., Saritha, P., Gandhi, N., Asthana, S., 2016. Controlling of NO₂ by Adsorption Technique using Natural Adsorbent. Research Journal of Chemical and Environmental Sciences, Vol. 4, pp. 74-81.
22. Barbooti, M. M., Ibraheem, N. K., Ankosh, A. H., 2011. Removal of nitrogen dioxide and sulfur dioxide from air streams by absorption in urea solution. Journal of environmental protection, Vol. 2, pp. 175-185.
23. Streuli, G. A., Averell, P. R., 1970. The Analytical Chemistry of Nitrogen and its Compounds, Part I. John Wiley and Sons Inc., New York.com/en/iran/yazd-climate#daylight_sunshine­ (accessed Jul. 12, 2020).

[1] - استادیار، گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه آیت ا... بروجردی، بروجرد، ایران. ^*(مسوول مکاتبات)

[2] - کارشناسی ارشد، گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه آیت ا... بروجردی، بروجرد، ایران.

[3] - استادیار، گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه آیت ا... بروجردی، بروجرد، ایران.

[4]- Assistant Professor, Department of Chemistry, Faculty of Basic Science, Ayatollah Boroujerdi University, Boroujerd, Iran. * (Corresponding Author)

[5]- MSc, Department of Chemistry, Faculty of Basic Science, Ayatollah Boroujerdi University, Boroujerd, Iran. 

[6]- Assistant Professor, Department of Chemistry, Faculty of Basic Science, Ayatollah Boroujerdi University, Boroujerd, Iran.