حذف یون مس (II) از محلول‌های آبی توسط نانو کامپوزیت TiO2/bentonite اصلاح‌شده با پلیمرهای آلی

نوع مقاله: مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه آزاد اسلامی واحد یادگار امام خمینی (ره) شهرری

2 دانشکده علوم پایه، واحد یادگار امام خمینی (ره) شهرری، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

3 باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، واحد یادگار امام خمینی (ره) شهرری، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

چکیده

به‌منظور بررسی اثر پلیمرهای پکتین و دکستران بر روی ظرفیت جذب نانو جاذب TiO2/bentonite، دو نانو کامپوزیت TiO2/pectin/bentonite و TiO2/dextran/bentonite به روش سل-ژل ساخته شد. بررسی آن‌ها توسط اسپکتروسکوپی FT-IR تائید کننده ریزساختار مورد انتظار و نتایج XRD تائید کننده تشکیل فاز بلورین آناتاز تیتانیا و همچنین ساختار بلوری بنتونیت بود. تصاویر FESEM تشکیل نانو ذرات TiO2 را نشان داد. از این دو نانو کامپوزیت برای حذف یون مس (II) از آب استفاده و عوامل مؤثر بر حذف بررسی و بهینه‌سازی شدند که برای هر دو نانو کامپوزیت بیشینه حذف در 7pH=، مقدار جاذب 04/0 گرم و دما C°25 است؛ اما زمان تماس برای دو نانو کامپوزیت TiO2/pectin/bentonite و TiO2/dextran/bentonite به ترتیب برابر 20 و 30 دقیقه و ظرفیت جذب برابر 16/40 و 12/22 به دست آمد. بررسی اثر یون‌های مزاحم هیچ تأثیر قابل‌ملاحظه‌ای روی راندمان حذف نداشت. نتایج نشان داد که جذب سطحی Cu2+ توسط نانو کامپوزیت‌های TiO2/pectin/bentonite و TiO2/dextran/bentonite از ایزوترم‌های لانگمویر و فروندلیش تبعیت می‌کنند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Removal of copper (II) from aqueous solutions by organic polymer-modified TiO2/bentonite nanocomposites

نویسندگان [English]

  • susan samadi 1
  • soheila ghodratnia 2
  • hamidreza montazeri hadesh 2
  • seyedamirabbas zakaria 3
1 Department of Chemistry, College of Basic Science, Yadegar-e-Imam Khomeini (RAH) Shahr-e-Rey Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
2 Department of Chemistry, College of Basic Science, Yadegar-e-Imam Khomeini (RAH) Shahr-e-Rey Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
3 Young Researchers and Elite Clube, Yadegar-e-Imam Khomeini (RAH) Shahr-e-Rey Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
چکیده [English]

In order to investigate the effect of pectin and dextran polymers on the adsorptive capacity of TiO2/bentonite nanosorbents, two nanocomposites of TiO2/pectin/bentonite and TiO2/dextran/bentonite were made by sol-gel method. Their investigation by FT-IR spectroscopy confirms the expected microstructure, and XRD results confirm the formation of anatase titania crystalline phase and also crystalline structure of bentonite. FESEM images showed the formation of TiO2 nanoparticles. These two nanocomposites were used for removing copper (II) ion from water and the effective factors on removal were investigated that maximum removal for both nanocomposites is in pH=7, adsorption dosage of 0.04g and temperature of 25°C, but contact times for two composites of TiO2/pectin/bentonite and TiO2/dextran/bentonite were equal to 20 and 30 minutes and adsorptive capacity for them were 40.16 and 22.12 mg Cu2+ per gram of adsorbent, respectively. Investigating the effect of interference ions had no considerable influence on removal efficiency. The results show that adsorption of Cu2+ by TiO2/pectin/bentonite and TiO2/dextran/bentonite nanocomposites follows Langmuir and Freundlich isotherms.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Copper (II)
  • Removal
  • bentonite
  • dextran
  • pectin
 

[1] K. Rostami, M.R. Joodaki, J. Chem. Eng. Data, 89 (1-3) (2002) 239.

[2] N. Sobhi, Removal of heavy metal incustrial waste water by ash [dissertation] Tarbiat Modarres University, Tehran, (In Persian) (1998).

[3] J. Xu, L. yang, Z. Wang, G. Dong, J. Hung, Y. Wang, Chemosphere, 62 (2006) 602.

[4] P.R. Gadupudi, L. Chungsying, S. Fengsheng, Sep. Purif. Technol., 58 (2007) 224.

[5] H.L. Zhuang, G.P. Zheng, A.K. Soh, Comp. Mater. Sci., 43 (2008) 823.

[6] S. Karabulut, A. Karabakan, A. Denizli, Y. Yuoruom, Sep. Purif. Technol., 18 (2000) 177.

[7] H.B. Bardl, Heavy metal in environment, 1st Ed., Elsevier (2005).

[8] K. Kabra, R. Chaudhary, R.L. Sawhney, Ind. Eng. Chem. Res., 43 (2004) 7683.

[9] R.S. Juang, S.H. Lin, T.Y. Wang, Chemosphere, 53(10) (2003) 1221.

[10] D. Zhou, L. Zhang, J. Zhou, S. Guo, Water Res., 38 (11) (2004) 2643.

[11] H. Guolin, Y. Chuo, Zh. Kai, Sh. Jeffrey, J. Chem. Eng. Data, 17 (2009) 960.

[12] K. Kabra, R. Chaudhary, R.L. Sawhney, Ind. Eng. Chem. Res., 43 (2004) 7683.

[13] S. Devipriya, S. Yesodharan, Sol. Energ. Mat. Sol. Cells, 86 (3) (2005) 309.

[14] Y. Chen, F. Li, J. Colloid Interface Sci., 347 (2010) 277.

[15] G. Bagheri Marandi, G.R. Mahdavinia, S. Ghafary, J. Polym. Res., 18 (2011) 1487.

[16] G. Bagheri Marandi, M. Baharloui, Iran. J. Polym. Sci. Technol., 24 (2012) 505 (In Persian).

[17] M. Abbassian, J. Appl. Polym. Sci., 122 (2011) 2573.

[18] P. Aberoomand Azar, Sh. Moradi Dehaghi, S. Samadi, M. Saber Tehrani, M.H. Givianrad, Turk. J. Chem., 35 (2011) 37.

[19] K.M. Parida, N.J. Sahu, J. Mol. Catal. A-Chem., 287 (2008) 151.

[20] H. Yaghoubi, N. Taghavinia, K. Alamdari, Surf. Coat. Tech., 204 (2010) 1562.

[21] M. Ates, Y. Bayrak, O. Yoruk, S. Caliskan, J. Alloys Compd., 728 (2017) 541.

[22] R. Ambati, P.R. Gogate, Ultrason. Sonochem., 40 (2018) 91.

[23] A. Mishra, A. Mehta, M. Sharma, S. Basu, J. Environ. Chem. Eng., 5 (2017) 644.

[24] N. Saelim, R. Magaraphan, T. Sreethawong, Ceram. Int., 37 (2011) 659.

[25] D.B. Nguyen, T.D.C. Nguyen, T.P. Dao, H.T. Tran, V.N. Nguyen, D.H. Ahn, J. Indust. Eng. Chem., 18 (2012) 1764.

[26] A. Mishra, A. Mehta, M. Sharma, S. Basu, J. Alloys Compd., 694 (2017) 574.

[27] M. Önal, S. Kahraman, Y. Sarıkaya, Appl. Clay Sci., 35 (2007) 25.

[28] R. Awasthi, G.T. Kulkarni, M.V. Ramana, T.d.J.A. Pinto, I.S. Kikuchi, D.D.M. Ghisleni, M.d.S. Braga, P.D. Bank, K. Dua, Int. J. Biol. Macromol., 97 (2017) 721.

[29] Dr.S.K. Bajpai, N. Chand, S. Tiwari, S. Soni, Int. J. Biol. Macromol., 93 (2016) 978.

[30] M. Fathi, D. Almasifar, J. Appl.Chem., 43(12) (2017) 151.

[31] H. Zavvar Mousavi, Z. Lotfi, J. Appl. Chem., 7(23) (2012) 49.

[32] V. Masindi, W.M. Gitari, J. Clean. Prod., 112 (2016) 1077.

[33] M. Vhahangwele, G.W. Mugera, J. Environ. Chem. Eng., 3 (2015) 2416.

[34] X. Jin, S. Zha, S. Li, Z. Chen, Appl. Clay Sci., 102 (2014) 196.

[35] H. Koyuncu, A.R. Kul, J. Environ. Chem. Eng., 2 (2014) 1722.