اکسید های دو تایی Fe-Cu به عنوان جاذب های کم هزینه و کاربرد آنها در حذف فتوکاتالیستی Acid 14 Red و Methyl Orange و Malachite Green در محلول های آبی

نوع مقاله : مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 گروه شیمی کاربردی، دانشکده شیمی، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

2 گروه شیمی معدنی، دانشکده شیمی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

چکیده

در این مقاله ، یک سری اکسیدهای مس-آهن با نسبت های مولی 1:0 ، 1:10 ، 7:1 ، 5:1 و 0:1 با یک روش ساده ، کم هزینه و موثر سنتز شد. رنگهای آنیونی مانند Acid Red 14 (AR14) و Methyl Orange (MO) و Malachite Green (MG) به عنوان حذف رنگ کاتیونی و جذب این مواد مورد بررسی قرار گرفت. اثرات نسبت مولی مس-آهن ، pH و دوز جذب کننده در دمای 1±25 درجه سانتیگراد مورد بررسی قرار گرفت. ترکیب جاذب سنتز شده حاوی نسبت مولار مس-آهن 1: 7 برای داشتن بالاترین ظرفیت جذب رنگ مورد تایید قرار گرفت. پس از آن ، این جاذب جدید با استفاده از تکنیک های مختلف مانند طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FT-IR) ، پراش پودر اشعه ایکس (XRD) ، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و طیف سنجی اشعه ایکس پراکنده انرژی (EDX) مورد شناسایی و بررسی قرار گرفت. نانوساختار جدید به عنوان جاذب رنگ در حضور تابش اشعه ماوراء بنفش مورد تأیید قرار گرفت. اکسید دوتایی مس-آهن انتخاب شده بیشترین ظرفیت جذب MG را در مقایسه با رنگهای دیگر دارا می باشد و می تواند یک روند عملی برای حذف MG از محلول آبی با افزایش کارآیی جذب در طول تصفیه فاضلاب مور د استفاده قرار گیرد. عملکرد فوتوکاتالیستی اکسیدهای باینری برای تخریب رنگ مورد بررسی قرار گرفت.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Fe-Cu binary oxides as low-cost adsorbents and their application in photocatalytic removal of Acid Red 14, Methyl Orange and Malachite Green from aqueous solutions

نویسندگان [English]

  • Seyyed Hamed Zafari 1
  • naghi saadatjou 1
  • behrouz shaabani 2
1 Department of Applied Chemistry, Faculty of Chemistry, Semnan University, Semnan, Iran
2 Department of Inorganic Chemistry, Faculty of Chemistry, University of Tabriz, Tabriz, Iran
چکیده [English]

Abstract:
In this work, a series of binary oxides with 0:1, 1:10, 1:7, 1:5, and 1:0 Cu:Fe molar ratios were synthesized by a simple, low cost and effective procedure. The anionic dyes namely, Acid Red 14 (AR14) and Methyl Orange (MO) and Malachite Green (MG) as a cationic dye removal and adsorption onto these materials was investigated. The effects of Cu:Fe molar ratio, pH, and sorbent dosage were investigated at 25±1 °C. The synthesized adsorbent compound containing 1:7 molar ratio of Cu:Fe verified to possess an uppermost dye adsorption capacity. Subsequently, this new sorbent was characterized using different techniques such as Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), X-ray powder diffraction (XRD), Scanning electron microscopy (SEM), Transmission electron microscopy(TEM), and Energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX). The new nanostructure was confirmed for dye adsorption in the presence of UV irradiation. Selected Fe-Cu binary oxide exposed the highest adsorption capacities of MG regarding the other dyes. It would be a practical process of removing MG from aqueous solution by increasing adsorption efficacy during wastewater treatment. The photocatalytic performance of as-fabricated binary oxides was surveyed with the destruction of dye.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Fe-Cu binary oxides
  • Dye adsorption
  • Acid Red 14
  • Methyl Orange
  • Malachite Green

مراجع

[1] Ghaedi M,Ghaedi A,Hossainpour M,Ansari A,Habibi M,Asghari A, Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 20(2014) 1641.
[2] Iram M,Guo C,Guan Y,Ishfaq A,Liu H, Journal of hazardous materials, 181(2010) 1039.
[3] Couto SR, Biotechnology advances, 27(2009) 227.
[4] Alver E,Metin AÜ, Chemical Engineering Journal, 200(2012) 59.
[5] Moghaddam SS,Moghaddam MA,Arami M, Journal of hazardous materials, 175(2010) 651.
[6] Chu W, Water Research, 35(2001) 3147.
[7] Mondal S, Environmental Engineering Science, 25(2008) 383.
[8] Ergas SJ,Therriault BM,Reckhow DA, Journal of Environmental engineering, 132(2006) 315.
[9] De Vreese I,Van der Bruggen B, Dyes and pigments, 74(2007) 313.
[10] Gupta V, Journal of environmental management, 90(2009) 2313.
[11] Vakili M,Rafatullah M,Salamatinia B,Abdullah AZ,Ibrahim MH, et al, Carbohydrate polymers, 113(2014) 115.
[12] Crini G, Bioresource technology, 97(2006) 1061.
[13] Kango S,Kalia S,Celli A,Njuguna J,Habibi Y,Kumar R, Progress in Polymer Science, 38(2013) 1232.
[14] Zhang D,Zhou C,Sun Z,Wu L-Z,Tung C-H,Zhang T, Nanoscale, 4(2012) 6244.
[15] Li L,Xiao J,Liu P,Yang G, Scientific reports, 5(2015) 9028
[16] Salehi R,Arami M,Mahmoodi NM,Bahrami H,Khorramfar S, Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 80(2010) 86.
[17] Mohamed MM,Othman I,Mohamed R, Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, 191(2007) 153.
[18] Afkhami A,Moosavi R, Journal of Hazardous Materials, 174(2010) 398.
[19] Reddy DHK,Lee S-M, Advances in colloid and interface science, 201(2013) 68.
[20] Zinatloo-Ajabshir S,Morassaei MS,Amiri O,Salavati-Niasari MJCI, 46(2020) 6095.
[21] Mortazavi-Derazkola S,Zinatloo-Ajabshir S,Salavati-Niasari MJAPT, 28(2017) 747.
[22] Zinatloo-Ajabshir S,Salehi Z,Salavati-Niasari MJJoCP, 192(2018) 678.
[23] Zhang Y,Yang M,Dou X-M,He H,Wang D-S, Environmental Science & Technology, 39(2005) 7246.
[24] Zhang G,Qu J,Liu H,Liu R,Wu R, Water research, 41(2007) 1921.
[25] Gupta K,Ghosh UC, Journal of hazardous materials, 161(2009) 884.
[26] Liu S,Kang S,Wang G,Zhao H,Cai W, Journal of colloid and interface science, 458(2015) 94.
[27] Ren Z,Zhang G,Chen JP, Journal of colloid and interface science, 358(2011) 230.
[28] Yang M,He J, Journal of colloid and interface science, 355(2011) 15.
[29] Nekouei F,Nekouei S,Tyagi I,Gupta VK, Journal of Molecular Liquids, 201(2015) 124.
[30] Zhang G,Ren Z,Zhang X,Chen J, Water Research, 47(2013) 4022.
[31] Li G,Gao S,Zhang G,Zhang X, Chemical Engineering Journal, 235(2014) 124.
[32] Tofik A,Taddesse AM,Tesfahun K,Girma GJJoece, 4(2016) 2458.
[33] Li Y,Hu X,Ren B,Yue J,Yang WJD,Treatment W, 57(2016) 26461.
[34] Jacukowicz-Sobala I,Ociński D,Mazur P,Stanisławska E,Kociołek-Balawejder EJJoHM, 2020) 122527
[35] Gilanizadeh M,Zeynizadeh B, Research on Chemical Intermediates, 44(2018) 6053.
[36] Casillas JE,Campa-Molina J,Tzompantzi F,Carbajal Arízaga GG,López-Gaona A, et al, 13(2020) 1345
[37] Tuan TNJVJoS,Technology, 56(2018) 1.
[38] Lakhera SK,Venkataramana R,Watts A,Anpo M,Neppolian BJRoCI, 43(2017) 5091.
[39] Hafeez HY,Lakhera SK, 2018)
[40] Di G,Zhu Z,Zhang H,Zhu J,Lu H, et al, 328(2017) 141.
[41] Chen S,Li M,Yang S,Li X,Zhang SJASS, 492(2019) 571.
[42] Ozturk B,Soylu GSPJCI, 42(2016) 11184.
[43] Lu K,Wang T,Zhai L,Wu W,Dong S, et al, 539(2019) 553.
[44] Schwertmann U,Cornell RM, Iron oxides in the laboratory: preparation and characterization.(2008). John Wiley & Sons
[45] Wachs IEJCT, 27(1996) 437.
شیمى کاربردى
دوره 15، شماره 57
دی 1399
صفحه 29-44

فایل ها

اشتراک گذاری

ارجاع به این مقاله

آمار