سنتز نانوکامپوزیت مزوپور مغناطیسی سیلیکاتی کیت-6 عامل دار شده با گروه آمین برای حذف رنگ راکتیو زرد از محلول‌های آبی

نوع مقاله: مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیات علمی، گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه آزاد اسلامی واحد رشت، رشت ایران

2 گروه شیمی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد رشت، رشت، ایران

3 باشگاه پژوهشگران جوان واحد رشت، دانشگاه آزاد اسلامی واحد رشت، رشت، ایران

چکیده

در این مطالعه، مزوپور سیلیکاتی کیت-6 به صورت شیمیایی بر روی سطح هسته مگنتیت پوشش‌دار شده با سیلیکا سنتز شد و به روش شیمیایی سطح نانوکامپوزیت به‌وسیله گروه‌های آمین عامل‌دار شد تا نانوکامپوزیت مغناطیسی Fe3O4@SiO2@Kit-6-NH2 به‌دست آید. پس از تایید ساختار به‌وسیله‌ی روش‌های XRD، FT-IR، EDX و SEM کارآیی نانوکامپوزیت سنتزی به عنوان یک جاذب برای حذف رنگ راکتیو زرد 160 از محلول‌های آبی مورد بررسی قرار گرفت. متغیرهای آزمایشی مؤثر بر کارآیی حذف رنگ، به‌وسیله طراحی آزمون تاگوچی بهینه شدند و در شرایط بهینه‌ی آزمایشگاهی (وزن جاذب (08/0 گرم)، قدرت یونی (بدون افزایش نمک)، pH (4)، حجم نمونه (10 میلی‌لیتر) و زمان تماس (20 دقیقه) کارآیی حذف رنگ راکتیو زرد 160 بیش از 97% به‌دست آمد. مدل‌های شبه مرتبه اول، شبه مرتبه دوم، نفوذ درون ذره‌ای و ایلویچ برای تجزیه و تحلیل پارامترهای سرعت و بررسی سینتیک جذب مورد بررسی قرار گرفتند. داده‌های سینتیکی به‌طور کامل با مدل شبه مرتبه دوم مطابقت داشت. هم‌چنین معادلات جذبی با مدل‌های جذبی لانگمویر، فروندلیچ و تمکین مورد بررسی قرار گرفت. پردازش داده‌های جذب رنگ راکتیو زرد بر روی نانوکامپوزیت Fe3O4@SiO2@Kit-6-NH2 پیشنهاد می-کند که مدل فروندلیچ مطابقت بهتری نسبت به مدل‌های لانگمویر و تمکین داشت. نتایج نشان داد که نانوکامپوزیت Fe3O4@SiO2@Kit-6 اصلاح-شده با گروه‌های آمین می‌تواند به عنوان جاذبی کم‌هزینه برای حذف رنگ راکتیو زرد از محلول‌های آبی مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Synthesis of amine functionalized KIT-6 mesoporous magnetic silica nanocomposite for the removal of Reactive Yellow dye from aqueous solutions

نویسندگان [English]

  • shahab shariati 1
  • kamel Bakhshipour 2
  • sara Rahnama 3
  • Negar Hashemi fard 2
1 department of chemistry, Faculty of Sciences, Rasht Branch, Rasht, Iran
2 department of Chemistry, Rasht Branch, Islamic Azad University, Rasht, Iran
3 Young Researchers and Elite Club, Rasht Branch, Islamic Azad University, Rasht, Iran
چکیده [English]

In the present study, Kit-6 silica mesoporous was chemically synthesized on the surface of silica coated magnetite core and functionalized by amine groups to obtained Fe3O4@SiO2@Kit-6 MNCs. The amino functional groups were chemically bonded on the surface of synthesized MNCs by post toluene reflux synthesis method and after characterization by XRD, FT-IR, EDX and SEM , it’s effectiveness as an adsorbent for the removal of reactive yellow160 dye from aqueous solutions was evaluated. Experimental factors affecting the dye removal efficiency such as sorbent weight (0.08 g), ionic strength (without salt addition), pH (4), sample volume (10 ml), and contact time (20 min) were optimized by Taguchi experimental design. The results revealed that removal efficiency of reactive yellow was more than 97% in optimal conditions. Pseudo first order, pseudo second order, intraparticle diffusion and Ilovich models were considered to evaluate the rate parameters. Kinetic data were fully fitted to the pseudo-second order kinetic model. Also, the adsorption equilibrium was represented with Langmuir, Freundlich and Temkin isotherm models. The fitting of data for dye sorption onto the Fe3O4@SiO2@Kit-6-NH2 suggested that the Freundlich model gave a better fit than the Langmuir and Temkin models. The results showed that Fe3O4@SiO2@Kit-‌6 nanocomposite modified with amine groups can be used as an alternative low cost adsorbent for removal of anionic pollutants from aqueous solutions.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Magnetic nanocomposite
  • Removal
  • mesoporous
  • Kit-6
  • reactive yellow dye