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

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

20.1001.1.20086156.1401.14.51.5.2

---

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.