بررسی سینتیک حذف دو نوع ماده آلاینده رنگزا از آب توسط نانوکامپوزیت Fe2O3/NiO در بستر سیلیکا به‌ عنوان نانوکاتالیست

نانومواد

دوره 14، شماره 51، آبان 1401، صفحه 201-215   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

مهرناز قراگوزلو^* ؛ مریم حیدری

گروه پژوهشی نانومواد و نانوپوشش‌ها، پژوهشگاه رنگ، تهران، ایران

چکیده

در این پژوهش، حذف دو نوع ماده رنگزاهای آلاینده آب شامل ماده رنگزای کاتیونی متیلن بلو و ماده رنگزای آنیونی متیل اورنج، توسط نانوکامپوزیت مغناطیسی Fe₂O₃/NiO در بستر سیلیکا به‌ عنوان نانوکاتالیست بررسی شد. نانوذرات مغناطیسی Fe₂O₃/NiO به روش سل-ژل سنتز و در بستر سیلیکا قرار داده شد. به منظور بررسی مورفولوژی، اندازه ذرات، تعیین ساختار بلوری و خاصیت مغناطیسی نانوکاتالیست سنتز شده از روش‌های XRD، FTIR، SEM، BET، TEM و VSM استفاده شد. نتایج نشان می‌دهد مورفولوژی نانوذرات به صورت کروی بوده و اندازه آن‌ها حدودا nm 10 می‌باشد. مساحت سطح نانوکاتالیست برابر m².g^-1 17/323، حجم کل حفرات برابر cm³.g^-1 24/74 و میانگین قطر حفرات برابر nm 5/2 است و درنتیجه تخلخل نانوکاتالیست از نوع مزومتخلخل می‌باشد. آنالیز خواص مغناطیسی نانوکاتالیست مغناطیسی سنتز شده در بستر سیلیس نشان داد این ماده در شرایط میدان اعمالی 5/1 تسلا دارای مغناطش اشباع emu/g 2 می‌باشد و خاصیت سوپرپارامغناطیس از خود نشان می‌دهد. نانوکاتالیست مغناطیسی سنتز شده قابلیت استفاده در حذف آلاینده رنگزا زیست‌محیطی را داشته و مواد رنگزای آنیونی را بهتر از مواد رنگزای کاتیونی حذف می‌کند. سینتیک حذف مواد آلاینده رنگزا توسط نانوکاتالیست از سینتیک شبه مرتبه دوم پیروی می‌کند.

کلیدواژه‌ها

آلاینده‌های زیست‌محیطی؛ مواد رنگزای آلی؛ حذف رنگ؛ نانوکاتالیست؛ نانوکامپوزیت مغناطیسی

مراجع

• Shabani, E. Saebnoori, S.A. Hassanzadeh-tabrizi, H.R. Bakhsheshi-Rad, Materials Science: Materials in Electronics, 32, 2021, 10424.
• Afzal, A. Mujahid, N. Iqbal, R. Javaid, U.Y. Qazi, Nanomaterials, 10, 2020, 2133.
• Anju, N. Prajitha, V.S. Sukanya, P.V. Mohanan, Materials Today Chemistry, 16, 2020, 100236.
• Dippong, E.A. Levei, O. Cadar, Materials Today, 14, 2021, 1139.
• Qin, X. Wu, J. Wen, J. Li, M. Zeng, Chem Electro Chem, 6, 2019, 911.
• Dixit, J.P. Singh, R.C. Srivastava, H.M. Agrawal, R.J. Chaudhary, Advanced Materials Letters, 3, 2012, 21.
• A.O. Moreno, M.C. Bernini, A.A.G. Blanco, S.G. Marchetti, B.P. Barbero, G.E. Narda, Microporous and Mesoporous Materials, 303, 2020, 110267.
• E. Kim, J.Y. Shin, M.H. Cho, Archives of Toxicology, 86, 2012, 685.
• N. Velichko, E.K. Nepomnyashchaya, K.G. Gareev, J. Martínez, M.C. Maicas, Applied Sciences, 11, 2021, 183.
• Kodam, S. Rayaprol, V. Siruguri, M. Garimalle, Applied Physics, 121, 2017, 055101.
• Ventura, R.A. Arrieta, M. Marcos-Hernandez, V. Jabbari, C.D. Powell, R. Turley, A.W. Lounsbury, J.B. Zimmerman, J. Gardea-Torresdey, M.S.Wong, D. Villagran, Science of The Total Environment, 738, 2021, 139213.
• Atacan, N. Güy, S. Cakar, M. Özacar, Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, 382, 2019, 111935.
• Hejri, A. Hasani, R.A. Davoudi, Journal of Applied Chemistry, 15, 2020, 185.
• Zhang, X. Wang, N. Li, J. Xia, Q. Meng, J. Ding, J. Lu, RSC advances, 8, 2018, 34241.
• Gharagozlou, Chinese Chemical Society, 59, 2012, 884.
• Idrissi, M. Miyah, Y. Benjelloun, M. Chaouch, Materials and Environmental Science, 7, 2016, 50.
• Mikac, I. Maric, G. Stefanic, T. Jurkin, M. Ivanda, M. Gotic, Applied Surface Science, 476, 2019, 1086.
• Music, N. Filipović-Vincekovic, L. Sekovanic, Chemical Engineering, 28, 2011, 89.
• M. Naidu, P.L. Narayana, Nanoscience and Technology, 2019, 769.
• Yang, S. Ren, Q. Zhao, R. Lu, C. Hang, Z. Chen, H. Zheng, Chemical Engineering, 333, 2018, 49.
• Umavathi, S. Mahboob, M. Govindarajan, K.A. Al-Ghanim, Z. Ahmed, P. Virik, N. Al-Mulhm, M. Subash, K. Gopinath, C. Kavitha, Biological Sciences, 28, 2021, 1808.
• Azizian, Colloid Interfaces Sciences, 276, 2004, 47.
• Foner, Review of Scientific Instruments, 27, 1956, 548.
• Patel, M. Saleem, D. Varshney, AIP Conference Proceedings, 1953, 2018, 030094.
• Saemian, M. Gharagozlou, M.H. Sadr, S. Naghibi, Inorganic and Organometallic Polymers and Materials, 30, 2020, 2347.
• K. Gupta, I. Ali, T.A. Saleh, A. Nayak, S. Agarwal, Rsc Advances, 2, 2012, 6380.
• Deligeer, Y.W. Gao, S. Asuha, Applied Surface Science, 257, 2011, 3524.
• M. Shaheen, K.S. Hong, Thermal Analysis and Calorimetry, 68, 2002, 289.
• Liu, W. Gong, J. Luo, C. Zou, Y. Yang, S. Yang, Applied Surface Science, 362, 2016, 517.
• Jadhav, P. Hankare, R.Patil, R. Sasikala, Materials Letters, 65, 2011, 371.
• Abazari, A. R. Mahjoub, Industrial & Engineering Chemistry Research, 56, 2017, 623.
• H. Chen, Y.H. Liang, W.D. Zhang, Journal of Alloys and Compounds, 501, 2010, 168.
• Chen, W. Liu, Z. Qin, Catalysis Science & Technology, 7, 2017, 2236.
• Yang, S. Ren, Q. Zhao, R. Lu, C. Hang, Z. Chen, H. Zheng, Chemical Engineering, 333, 2018, 49.
• Wang, H. Yan, Q. Zhang, Chinese Chemical Society, 65, 2018, 868.