نانوذرات Fe3O4@SiO2 عامل دار شده با گلوکزامین به عنوان یک جاذب مغناطیسی موثر و قابل بازیافت برای حذف یون Cu2+ از محلول‌های آبی

مقالات آماده انتشار

نوع مقاله : مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 گروه پژوهشی شیمی و فرآیند، پژوهشگاه نیرو، تهران، ایران

2 هیات علمی/ پژوهشگاه نیرو

3 گروه پژوهشی شیمی و فرایند، پژوهشگاه نیرو، تهران، ایران

4 آزمایشگاه شیمی پلیمر، گروه شیمی، دانشکده علوم، دانشگاه گلستان، گرگان، ایران

چکیده

نانوذرات Fe3O4@SiO2 اصلاح‌شده با گلوکزامین سنتز شدند و توانایی آنها در جداسازی یون فلز سنگین (Cu2+) از محلول‌های آبی بررسی شد. مشخصه‌یابی نانوکامپوزیت سنتزی با استفاده از طیف‌سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FT-IR)، پراش اشعه ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FE-SEM)، پراکندگی نور دینامیکی (DLS)، آنالیز پراش انرژی اشعه ایکس (EDX)، مغناطیس‌سنجی نمونه ارتعاشی (VSM)، اندازه گیری سطح ویژه (BET) و آنالیز ترموگراویمتری (TGA) انجام شد. تأثیر پارامترهای مؤثر بر راندمان جذب شامل ایزوترم‌های جذب، دوز جاذب، زمان تماس جاذب، حذف انتخابی و pH محلول بر رفتار جذب ارزیابی و مورد بحث قرار گرفت. منحنی سینتیک، مدل شبه مرتبه دوم را بهتر نشان داد و داده‌های تعادلی به خوبی با مدل لانگمویر برازش شدند، با حداکثر ظرفیت جذب 120.48 میلی‌گرم بر گرم. واجذب یون فلز سنگین با استفاده از محلول HCl به طور مؤثر انجام شد، در نتیجه ثابت شد که نانوجاذب می‌تواند به صورت مغناطیسی جداسازی، بازسازی و به طور مؤثر برای هفت چرخه متوالی بدون از دست دادن قابل توجه فعالیت، مورد استفاده مجدد قرار گیرد. عملکرد حذف جاذب بر روی نمونه‌های فاضلاب واقعی، امکان‌سنجی جاذب را برای کاربرد در اهداف صنعتی نشان می‌دهد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Fe3O4@SiO2 nanoparticles decorated with glucosamine as an effective and recyclable magnetic adsorbent for the removal of Cu2+ ion from aqueous solutions

نویسندگان [English]

  • Mohsen Esmaeilpour 1
  • Morteza Faghihi 2
  • Majid Ghahraman Afshar 3
  • Milad Kazemnejadi 4
1 Chemistry and Process Research Department, Niroo Research Institute, Tehran , Iran
2 faculty member/ Niroo research institute
3 aChemistry and Process Research Department, Niroo Research Institute (NRI), Tehran, Iran
4 bPolymer Chemistry Lab, Chemistry Department, Faculty of Sciences, Golestan University, Gorgan, Iran
چکیده [English]

Fe3O4@SiO2 nanoparticles modified by glucosamine were synthesized, and their ability for separation of heavy metal ion (Cu2+) from aqueous solutions was examined. Characterization of the synthetic nanocomposite was carried out using Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), dynamic light scattering (DLS), energy dispersive X-ray analysis (EDX), vibration sample magnetometry (VSM), Brunauer–Emmett–Teller (BET) and thermogravimetric analysis (TGA). The effect of parameters influencing adsorption efficiency including adsorption isotherms, adsorbent dosage, contact time of adsorbent, selective removal and solution pH on the sorption behavior was assessed and discussed. The kinetics curve examined the pseudo-second-order model better and the equilibrium data well fitted the Langmuir model, with the maximum adsorption capacity of 120.48 mg. g-1. The desorption of heavy metal ion was done effectively using HCl solution, thereby proving that nano sorbent can be magnetically separated, regenerated and reused effectively for seven consecutive cycles without significant loss of activity. The removal performance of adsorbent on the real wastewater samples is indicated the feasibility of adsorbent for applying in industrial purposes.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Fe3O4@SiO2 nanoparticles
  • Surface modification
  • Adsorption/Desorption
  • Heavy metal
  • Magnetic separation
  • Removal efficiency
شیمى کاربردى روز

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 20 خرداد 1405

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار