نانوذرات هسته-پوسته مغناطیسی Fe3O4@SiO2 عامل‌دار شده با 1و4-دی هیدروکسی آنتراکوئینون به‌عنوان یک جاذب مؤثر و قابل بازیافت به‌منظور حذف مس دو ظرفیتی از محلول‌های آبی

نوع مقاله : مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

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

2 گروه شیمی، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران

چکیده

در این پژوهش، نانوذرات هسته-پوسته مغناطیسی Fe3O4@SiO2 عامل‌دار شده با مولکول‌های 1و4-دی هیدروکسی آنتراکوئینون سنتز شدند و به-منظور حذف یون‌های مس دو ظرفیتی از محلول‌های آبی مورد استفاده قرار گرفتند. سپس خصوصیات ساختاری، کریستالی، مورفولوژی سطحی، اندازه نانوذرات، خواص مغناطیسی و پایداری حرارتی نانوذرات سنتزی با بکارگیری آنالیزهای تعیین مشخصه طیف‌سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه، پراش اشعه ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی-نشر میدانی، میکروسکوپ الکترونی عبوری، مغناطیس‌سنج نمونه ارتعاشی و توزین گرمایی مورد بررسی و شناسایی قرار گرفتند. پس از سنتز نانوجاذب مغناطیسی، تأثیر مقادیر مختلف جاذب و مطالعه سینتیکی جذب در حذف یو‌ن‌های مس دو ظرفیتی مورد بررسی قرار گرفت که نتایج نشان داد که بکارگیری 14 میلی‌گرم جاذب منجر به حذف یون مس با ماکزیمم جذب 96% در دمای محیط در مدت زمان 28 دقیقه و در 7 = pHمی‌شود. در نهایت قابلیت بازیافت و استفاده مجدد Fe3O4@SiO2-DAQ در فرآیند جذب-واجذب یون Cu2+ با بکارگیری یک مگنت مغناطیسی مورد بررسی قرار گرفت که نتایج مؤید آن است که این نانوکامپوزیت سنتزی یک جاذب مؤثر با عملکرد عالی به منظور حذف یون مس دو ظرفیتی از محلول‌های آبی می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Fe3O4@SiO2 Magnetic Core-Shell Nanoparticles Functionalized with 1,4-dihydroxyanthraquinone as an Effective and Recyclable Adsorbent for Removal of Copper Ion from Aqueous Solutions

نویسندگان [English]

  • Majid Ghahraman Afshar 1
  • Mahsa Rajabi 2
  • Mahmood payehghadr 2
  • Niloufar Bahrami Panah 2
1 Chemistry and Process Research Department, Niroo Research Institute (NRI), Tehran, Iran
2 Department of Chemistry, Payame Noor University, Tehran, Iran
چکیده [English]

In this research, Fe3O4@SiO2 magnetic core-shell nanoparticles functionalized with 1,4-dihydroxyanthraquinone molecules were synthesized and used to remove divalent copper ions from aqueous solutions. Then, the structural, crystalline, surface morphology, nanoparticle size, magnetic properties and thermal stability of synthetic nanoparticles were determined using Fourier transform infrared spectroscopy, X-ray diffraction, scanning electron microscope, field emission scanning electron microscope, transmission electron microscope, vibrating sample magnetometer and thermal gravimetric analysis were investigated and identified. After the synthesis of magnetic nano adsorbent, the effect of different amount of adsorbent and study of absorption kinetics in the removal of divalent copper ions was investigated and the results showed that the use of 14 mg of adsorbent leads to the removal of copper ions with a maximum absorption of 96% at ambient temperature in a period of 28 minutes and at pH = 7. Finally, the recyclability and reusability of Fe3O4@SiO2-DAQ in the copper ion adsorption-desorption process was investigated using a magnetic magnet and the results confirm that this synthetic nanocomposite is an effective adsorbent with excellent performance to remove divalent copper ions.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Fe3O4@SiO2 Nanocomposite
  • 1
  • 4-Dihydroxyanthraquinone
  • Properties of Nanoabsorbents
  • Bivalent Copper
  • Efficient Removal
  • Magnetic Separation