جذب رنگ کنگورد توسط نانوذرات مغناطیسی فریت‌کبالت و فریت‌روی پوشش داده شده با پلی آنیلین

نوع مقاله : مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 گروه علوم پایه، دانشکده فنی مهندسی گلپایگان، دانشگاه صنعتی اصفهان، گلپایگان

2 مرکز تحقیقات مواد اولیه دارویی، دانشگاه علوم پزشکی تهران، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

3 گروه شیمی دارویی، دانشکده شیمی دارویی، دانشگاه علوم پزشکی تهران، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

4 گروه شیمی کاربردی، دانشکده شیمی دارویی، دانشگاه علوم پزشکی تهران، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

چکیده

نانوکامپوزیت‌های مغناطیسی فریت روی اصلاح شده با پلی‌آنیلین (PA/ZnFe2O4) و فریت کبالت اصلاح شده با پلی‌آنیلین (PA/CoFe2O4) توسط روش سل-ژل و پلیمریزاسیون درجا سنتز و با تکنیک‌های شناسایی مختلف اعم از میکروسکوپ الکترونی روبشی، طیف سنجی زیرقرمز، پراش اشعه‌ی ایکس و پراش انرژی اشعه‌ی ایکس شناسایی شدند. این نانو کامپوزیت‌ها برای حذف کنگورد مورد استفاده قرار گرفتند. اثر حضور پلی آنیلین نیز مورد بررسی قرار گرفت و نتایج نشان داد که وجود پوشش پلیمر پلی‌آنیلین روی سطح نانوذرات اثر بسزایی در فرآیند جذب کنگورد دارد که این اثر به وجود بارهای مثبت سطح پلیمر و جاذبه‌ی الکترواستاتیک با رنگ آنیونی کنگورد نسبت داده می شود. نانوکامپوزیت‌های تهیه شده PA/ZnFe2O4و PA/CoFe2O4 تحت شرایط کاملا ملایم در درمای محیط در مدت زمان 180 دقیقه در pH برابر با 7 در حضور مقدار 15 میلی گرم از این نانوجاذب ها توانستند به ترتیب ۹۰ و ۹۷ درصد از رنگ کنگورد در محلول آبی با غلظت ppm 50 را حذف نمایند. همچنین از نمونه‌های حقیقی شامل آب چاه و پساب رنگرزی که حاوی کنگورد می باشند به منظور بررسی کارایی نانوکامپوزیت های سنتز شده در حذف رنگ، استفاده شد. نتایج این بررسی نشان داد که پیچیدگی بافت بر کارایی نانوکامپوزیت‌ها اثر چشمگیری ندارد و هر دو نانوکامپوزیت تا چهار مرحله قابلیت بازیابی نشان دادند. بنابراین می‌توان از نانوکامپوزیت های سنتز شده به دلیل سهولت در سنتز و فراوانی و ارزانی مواد اولیه مورد نیاز، برای حذف کنگورد در نمونه‌های حقیقی با بافت پیچیده در مقیاس های صنعتی و نیمه صنعتی، استفاده نمود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Adsorption of Congo red dye by magnetic nanoparticles of ferrite cobalt and ferrite zinc coated with polyaniline

نویسندگان [English]

  • maryam zare 1
  • madine adibiyan 2
  • ensieh ghasemi 3
  • fatemeh ashouri 4
1 Department of Basic Sciences, Golpayegan Technical College of Engineering, Isfahan University of Technology, Golpayegan
2 Research Center for Pharmaceutical Raw Materials, Tehran University of Medical Sciences, Islamic Azad University, Tehran, Iran
3 Department of Medicinal Chemistry, Faculty of Medicinal Chemistry, Tehran University of Medical Sciences, Islamic Azad University, Tehran, Iran
4 Department of Applied Chemistry, Faculty of Medicinal Chemistry, Tehran University of Medical Sciences, Islamic Azad University, Tehran, Iran
چکیده [English]

In this work, two magnetic nanocomposites of zinc ferrite coated with polyaniline (PA/ZnFe2O4) and cobalt ferrite coated with polyaniline (PA/CoFe2O4) were synthesized by sol-gel method and in situ polymerization. These nanocomposites were characterized by various identification techniques including SEM, FT-IR, XRD and EDX. These nanocomposites were used to remove Congo red. The effect of polyaniline presence was also investigated and the results showed that the presence of polyaniline polymer coating on the surface of nanoparticles had a significant effect on the process of adsorption of Congo red. The prepared nanocomposites could omitted the Congo red in eques solution of 50 ppm, at mild reaction condition at 180 min in pH=7 by the using of 15 mg absorbents up to 90 and 97%, respectively. Also, the synthesized nanocomposites were used to remove the Congo red from real samples including well water and dyeing wastewater. The results have been shown that the complex matrix has no any effect on nanocomposites efficacy and both nanocomposites were reusable for 4 times. Therefore, synthesized nanocomposites due to their ease of synthesis, and abundance and cheapness of raw materials are good candidates for removal of congo red in real samples and complex matrix on industrial and semi-industrial scales.

کلیدواژه‌ها [English]

  • removal of Congo red
  • magnetic nanocomposite
  • polyaniline
  • recoverable absorbent

مراجع

[1] N. Ahalya, R. D. Kanamadi and T. V. Ramachandra, Electronic J. Biotech. 8 (2005) 0.
[2] Y. S. Shankar, A. Kumar, P. Bhushan and D. Mohan,  Advances in Waste Management. Springer, Singapore, (2019) 107.
[3] M. Muthukumar, N. Muthuchany, and N. Selvakumar, Dyes and Pigments 62 (2004) 221.
[4] M. Rivera, M. Maria, M. Pazos, and M. Á. Sanromán,  Desalination 274 (2011) 39.
[5] M. Greluk and Z. Hubicki, Chem. eng. J. 215 (2013) 731.
[6] L.W. Zhang, Y. F. Liwu and Y. Zhu, Catal. Sci. Technol. 2 (2012) 694.
[7] F. Sadeghpour, G. Nabiyouni, and D. Ghanbari, J. Mater. Sci.: Materials in Electronics 27 (2016) 12160.
[8] A. He, D. He and Z. Deng, J. Nanosci. Nanotechnol 19.9 (2019) 5914.
[9] T. Etemadinia, B. Barikbin and A. Allahresani, Surf. Interfaces 14 (2019) 117.
[10] M. Ghaemi, G. Absalan and L. Sheikhian, J. Iran. Chem. Soc. 11 (2014) 1759.
[11] Z. Ding, W. Wang, F. Li and J. P. Liu, J. Alloy. Compod 640 (2015) 362.
[12] P. Guo, M. Lv, G. Han, C. Wen, Q. Wang, H. Li, Materials 9 (2016) 806.
[13] R. Liu,   Y.  Tian, J. Xu, H. Fu, Y, Li, J. Nanosci. Nanotechnol  16 (2016) 9535.
[14] Z. J. Song, W. Ran, F. Y. Wei, Water Sci. Technol. 75 (2017) 397.
[15] G. D. Prasanna, H. S. Jayanna and V. Prasad, J. appl. Poly. sci. 120 (2011) 2856.

[16] H. M. Kim,,S. H. Kang, H, J. Choi, Colloids Surf.  A: Physicochem. Eng. Asp. 626 (2012) 127079.

[17] X. Zhao, Y. Huang, J. Yan, X. Liu, L. Ding, M. Zong, P.o Liu, T. Li, Compos. Sci. Technol. 210 (2021) 108801.

[18] Y. Qiao, J. Xiao, Q. Jia, L. Lu, H. Fan, Results in Physics, 13 (2019) 102221.

[19] G. D. Prasanna, H. S. Jayanna, A. R. Lamani and S. Dash, Synthetic Metals 161 (2011) 2306.

[20] P. S. Antonel, F. M. Berhó, G.Jorge, F. V. Molina, Synthetic Metals 199 (2015) 292.

[21] Y.T. Kang, C. C. Wang, C. Y. Chen, J. Taiwan Ins. Chem. Eng. 127 (2021) 357.

[22] M. Bagherzadeh, M.Zare, T. Salemnoush, S. Özkar, S. Akbayrak, Appl. Catal. A: Gen. 475 (2014) 55.
[23] M. Tanzifi, M. T. Yaraki, A. D. Kiadehi, S. H. Hosseini, M. Olazar and  A. K. Bhati, J. colloid Interface Sci. 510 (2018) 246.
[24] G. D.Prasanna, H. S Jayanna, A. R. Lamani, M. L. Dinesha, C.  S. Naveen and G. J. Shankaramurthy, Chinese Physics Letters 28 (2011) 117701.
[25] P. Chen, L-W. Jiang, S-S. H-B, Yang, Chen, J. He and Y. Wang, J. Nanosci. Nanotechnol. 20 (2020) 1756.
[26] S. Purwajanti, H. Zhang, X. Huang, H. Song, Y. Yang, J. Zhang, Y. Niu, A. K. Meka, O. Noonan and Chengzhong Yu, ACS Appli. Mater. Interfaces 8 (2016) 25306.
[27] M. K.Habibi, S. M. Rafiaei, A. Alhaji, M. Zare, J. Alloy. Comp. 890 (2021) 161901.
[28] M. Zare, J. Dispers.Sci. Technol. 42 (2020) 1241.
[29] M. Malakotian, A. Asadipour, S. Mohammadi Senjedkooh, J. S. U. M. S. 23 (2016) 110, in Persian.
[30] M. Firouzi, A. Nouri, A. Nozadgolikand, J. Appl. Chem. 12 (2017) 23, in Persian.
[31] Z. Amini, M. H. Givianrad, P. Aberoomand Azar, S. W. Husain, M. S. Tehrani, J. Appl. Chem. 54 (2020) 299, in Persian.
[32] Z. Molaei, M. Hamzehloueian, K. Ghasemi, F. Soleimanian, J. Appl. Chem. 52 (2019) 103, in Persian.
[33] G. Mansouri, M. Mansouri, J. Appl. Chem. 56 (2020) 241, in Persian.
[34] S. H. Zafari, N. Saadatjou, B. Shaabani, J. Appl. Chem. 57 (2020) 29, in Persian.
شیمى کاربردى روز
دوره 17، شماره 64
مهر 1401
صفحه 55-70

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار