تهیه نانوچندسازه مغناطیسی مس برپایه نانو فیبریل سلولز و بررسی کاربرد کاتالیستی آن در کاهش رنگ‎ ها

پژوهش های کاربردی در شیمی

مقاله 12، دوره 15، شماره 2، شهریور 1400، صفحه 120-130   

نوع مقاله: پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.30495/jacr.2022.684653

نویسندگان

فاطمه علیرمضانی¹؛ حنانه حیدری^{* 2}

¹دانشجو کارشناس ارشد شیمی معدنی، گروه شیمی، دانشکده فیزیک و شیمی، دانشگاه الزهرا (س)، تهران، ایران

²استادیار شیمی معدنی، گروه شیمی، دانشکده فیزیک و شیمی، دانشگاه الزهرا (س)، تهران، ایران

چکیده

        در این پژوهش، نانو­فیبریل‎ سلولز  (NFC) به‎عنوان بستری سبز و زیست‎تخریب‎پذیر برای تهیه نانوچندسازه­ های مغناطیسی مس بدون افزودن عامل کاهنده‌ خارجی یا حلال‌های سمی مورد استفاده قرار گرفت. در ابتدا، نانو­فیبریل سلولز برای جداسازی آسان با کلریدهای آهن در محیط آمونیاکی، مغناطیسی شد. سپس، به‎عنوان بستر و کاهنده برای تشکیل نانوذره­های مس استفاده شد. ساختار نانوچندسازه باروش‌های طیف‎شناسی فروسرخ تبدیل فوریه (FTIR)، پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپی الکترونی پویشی (FE‎SEM)، طیف‎شناسی تفکیک انرژی (EDS) و طیف‎سنجی نشری پلاسمای جفت شده القایی (ICP-OES) شناسایی شد. فعالیت کاتالیستی نمونه تهیه‎شده در کاهش رنگ‌های آلی بررسی شد. تأثیر خشک‎شدن نانوچندسازه در دستگاه خشک‌کن انجمادی و دمای محیط نیز در فعالیت کاتالیست تهیه‎شده مطالعه شدند. با توجه به نتیجه­ ها، مشاهده شد که کاتالیست جدید Fe₃O₄@NFC/Cu درمقایسه با سایر کاتالیست­های گزارش‎شده مس، فعالیت کاتالیستی قابل‎توجهی را در کاهش سه رنگ آلی متیل نارنجی، متیلن بلو و 4-نیتروفنل به‎ترتیب با ثابت‌های سرعت  s^-1 5/41*10^-2، 1/48*10^-2، 1/35*10^-2شان می‌دهد. همچنین، این کاتالیست بدون از دست‎دادن مقدار قابل‎توجهی از فعالیتش‎ تا 4 بار بازیابی و استفاده شد.
 
 
 
 

کلیدواژه‌ها

نانوفیبریل سلولز؛ آهن اکسید؛ نانوذرات مس؛ فعالیت کاتالیستی؛ رنگ‎های آلی

مراجع

[1] Zhang, W.; Wang, X.; Zhang, Y.; Bochove, B.; Makila, E.; Seppala, J.; Xu, W.; Willfor, S.; Xu, C.; Sep. Purif. Technol. 242, 116523, 2020.

[2] Yu, K.; Yang, S.; Liu, C.; Chen, H.; Li, H.; Sun, C.; Boyd, S.;  Environ. Sci. Technol. 46, 7318–7326, 2012.

[3] Neppolian, B.; Choi, H.C.; Sakthivel, S.; Arabindoo, B.; Murugesan, V.; J. Hazard. Mater. 89, 303–317, 2002.

[4] Kurtan, U.; Onuş, E.; Amir, M.; Baykal, A.; J. Inorg. Organomet. Polym. Mater. 25, 1120–1128, 2015.

[5] Rahbar Shamskar, K.; Heidari, H.; Rashidi, A.; Journal of Applied Researches In Chemistry (JARC) 11, 39-48, 2017.

[6] Benmassaoud, Y.; Villaseñor, M.J.; Salghi, R.; Jodeh, S.; Talanta 166, 63–69, 2018.

[7] Amiralian, N.; Mustapic, M.; Shahriar, M.; Wang, C.; Konarava, M.; Tang, J.; Na, J.; Lhan, A.; Rowan, A.;  J. Hazard. Mater. 394, 122571, 2020.

[8] Zeng, Q.; Xu, J.; Hou, Y.; Li, H.; Du, C.; Jiang, B.; Shi, S.; J. Hazard. Mater. 407, 124828, 2021.

[9] Jiang, Y.; Wan, Y.; Jiang, W.; Tao, H.; Li, W.; Huang, S.; Chen, Z.; Zhao, B.; Chem. Eng. J. 367, 45–54, 2019.

[10] Ajmal, M.; Siddiq, M.; Al-Lohedan, H.; Sahiner, N.; RSC Adv. 4, 59562–59570, 2014.

[11] Minyukova, T.P.; Shtertser, N.V.; Khassin, A.A.; Plyasova, L.M.; Kustova, G.N.; Zaikovskii, V.I.; Shvedenkov, Yu. G.; Baronskaya, N.A.; Heuvel, J.C.; Kuznetsova, A.V.; Davydova, L.P.; Yur’eva, T.M.; Kinet. Catal.49, 821–830, 2008.

[12] Safajoo, B.A.; Mirjalili, B.B.; RSC Adv. 9, 1278–1283, 2019.

[13] Barua, S.; Das, G.; Aidew, L.; Buragohain, A.K.; Karak, N.; RSC Adv. 3, 14997–15004, 2013.

[14] Heidari, H.; Aliramezani, F.; ChemistrySelect. 6, 1-9, 2021.

[15] Peng, S.; Meng, H.; Ouyang, Y.; Chang, J.; Ind. Eng. Chem. Res. 53, 2106–2113, 2014.

[16] Musa, A.; Ahmad, M.B.; Hussein, M.Z.; Mohd Izham, S.; Shameli, K.; Abubakar Sani, H.;  J. Nanomater. 2016, 1-7, 2016.

[17] Salehi, N.; Mirjalili, B.B.F.; RSC Adv. 48, 30303–30309, 2017.

[18] Jiang, C.; Oporto, G.; Cellulose 23, 713–722, 2016.

[19] Sahiner, N.; Sagbas, S.; Aktas, N.; RSC Adv. 5, 18183–18195, 2015.

[20] Mourya, M.; Choudhary, D.; Basak, K.; Shekhar, C.; ChemistrySelect. 3(10), 2882–2887, 2018.

[21] Li, W.H.; Yue, X.P.; Guo, C.S.; Lv, J.P.; Liu, S.S.; Zhang, Y.; Xu, J.; Appl. Surf. Sci. 335, 23–28, 2015.

[22] Heidari, H.; J. Clust. Sci. 29, 475–481, 2018.

[23] Nasrollahzadeh, M.; Atarod, M.; Sajadi, S.M.; Appl. Surf. Sci. 364, 636–644, 2016.

[24] Heidari, H.; Karbalaee, M.; ‎Appl. Organomet. Chem. 33, e5070, 2019.

[25] Taghizadeh, A.; Moghadam, K.; J. Clean. Prod. 198, 1105–1119, 2018.

[26] Yang, K.;Yan, Y.; Wang, H.; Sun, Z.; Chen, W.; Kang, H.; Han, Y.; Zahng, W.; Suna, X.; Li, Z.; Nanoscale. 10, 17647–17655, 2018.

[27] Nasrollahzadeh, M.; Sajadi, S.M.; Hatamifard, A.; Appl. Catal. B Environ. 191, 209–227, 2016.

[28] Bian, T.; Zhang, J.; Wang, Z.; Wang, Z.; Liu, L.; Meng, J.; Zhao, J.; Cai, Q.; Wang, H.; Appl. Surf. Sci. 539, 148285-148293, 2021.

[29] Ahsan, M. A.; Jabbari, V.; El-Gendy, A.A.; Curry, M. L.; Noveron, J.C.; Appl. Surf. Sci. 497, 1436088-1436100, 2019.

[30] Wang, Z.; Zhai, S.; Zhai, B.; An, Q.; Eur. J. Inorg. Chem. 2015, 1692–1699, 2015.

[31] Bakre, P.V.; Kamat, D.P.; Mandrekar, K.S.; Tilve, S.G.; Ghosh, N.N.; Mol. Catal. 496, 111193- 111203, 2020.