بررسی سینتیک و مدل‌های ایزوترمی ‌جذب رنگ‌های‌آلی به وسیله نانو‌ذرات مغناطیسی

فصلنامه علمی - پژوهشی مواد نوین

مقاله 3، دوره 5، شماره 20، مرداد و شهریور 1394، صفحه 29-42   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

سجاد شیخعلی¹؛ معصومه عمادی^{* 2}؛ نیما کراچی³

¹دانشجوی کارشناسی ارشد- گروه شیمی،واحد مرودشت، دانشگاه آزاد اسلامی - مرودشت- ایران.

²استادیار بخش شیمی،واحد مرودشت، دانشگاه آزاد اسلامی - مرودشت- ایران.

³استادیار بخش شیمی، واحد مرودشت ،دانشگاه آزاد اسلامی - مرودشت- ایران.

تاریخ دریافت: 29 شهریور 1394،  تاریخ پذیرش: 29 شهریور 1394 

چکیده

در این مقاله نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن باروش هم­رسوبی سنتز شده و سطح آن به وسیله مولکول 2- آمینو       5- مرکاپتو1، 3، 4- تیا دیا­زول اصلاح شد و برای حذف رنگ آلی آبی نیل از آب های آلوده مورد بررسی قرارگرفت. نانوذرات به کمک روش­های دستگاهی XRD، FT-IR، TEM و آنالیز عنصری شناسایی شدند. مکانیسم و فاکتورهای موثر بر فرایند جذب مانند اثر زمان، pH و غلظت جاذب مؤثر بر جذب به روش دسته­ای مورد بررسی قرار گرفت. بهترین شرایط موجود برای حذف رنگ آلی آبی نیل بدست آمد. نتایج نشان دادند که نانوذره آهن اکسید عامل دار شده دارای ظرفیت جذب8/142میلی گرم به ازای هر گرم از جاذب برای حذف رنگ آبی نیل می­باشد که بیانگر عملکرد بسیار خوب این نانو جاذب می­باشد. ایزوترم مؤثر بر جذب و سینتیک واکنش به ترتیب مدل لانگمویر و سینتیک شبه درجه دوم می­باشد. بازیابی نانوذرات به کمک اتانول انجام می شود.

کلیدواژه‌ها

نانوذرات مغناطیسی؛ مگنتیت؛ ‌آبی نیل؛ جذب سطحی؛ ایزوترم؛ سینتیک

مراجع

1- C. E. Diebel, R. Proksch; C. R. Green, P. Neilson, and M. M. Walker,"Magnetite Defines a Vertebrate Magnetoreceptor", Nature 406, 299, 2000.

2- W. GuH, L. HoP, K.W.T. Tsang, L. Wang, and UB.," Using Biofunctional Magnetic Nanoparticles to Capture Vancomycin-Resistant Enterococci and Other Gram-Positive Bacteria at Ultralow Concentration",J.Am.Chem.Soc.,125, 15702-3, 2003.

3- م.ح. زارع، م. عمادی، م. ایرانپور، ر. بازرگانی لاری، "حذف رنگ متیلن بلو به وسیله کاکل ذرت"، نشریه مواد نوین، شماره 4، 81-98، تابستان 1393.

4- ص. وفاخواه، م. بحرالعلوم، ر. بازرگانی لاری، "جذب یون مس توسط پودر چوب ذرت" نشریه مواد نوین، شماره 1، 35-45، پاییز 1392.

5- H. Yoon, S. Ko, J. Jang,and C. Chem., "Nitrogen-Doped Magnetic Carbon Nanoparticles as Catalyst Supports for Efficient Recovery and Recycling 32, 1468-1470,2007.

6- C.Z. Huang, and Hu B.,J.Sep.Sci. "Speciation of Inorganic Tellurium from Seawater by ICP- MS Following magnetic SPE Separation and Preconcentration", 31,760-767, 2008.

7-J. Jose, B. Kevin., " Benzophenoxazine-Based Fluorescent Dyes for Labeling Biomolecules" Tetrahedron 62, 11021–11037, 2006.

8- J. Chen, Lo I., Hu, "Removal and Recovery of Cr (VI) from Wastewater by Maghemite Nanoparticles", Water Res. 39, 4528-4536, 2005.

9- C. T.Yavuz, J. T. Mayo, W. W. Yu, A. Prakash, J. C. Falkner, S. Yean, L. Cong, H. J. Shipley, A. Kan, M. Tomson, D. Natelson,and V. L. Colvin,"Low-field Magnetic Separation of Monodisperse Fe₃O₄ Nanocrystals", Science 314-316, 964, 2006.

10- B. Hai, J. Wu, X. Chen, J. D. Protasiewicz, and D. A. Scherson,  "Metal-Ion Adsorption on Carboxyl-Bearing Self-Assembled Monolayers Covalently Bound to Magnetic Nanoparticles",Langmuir21, 3104-3105, 2005.

11- Y. C. Chang, and D. H.Chen, "Preparation and Adsorption Properties of monodisperse Chitosan-Bound Fe₃O₄ Magnetic Nanoparticles for Removal of Cu(II) ionsJ. Colloid Interface Sci. 283, 446-451, 2005.

12- J.f. Liu, Z.s. Zhao,and G.B. Jiang, "Coating Fe₃O₄ Magnetic Nanoparticles with Humic Acid for High Efficient Removal of Heavy Metals in Water", Environ. Sci.Technol, 42,6949-6954, 2008.

13- Zhou Y. T., C., Nie H. L., Zhu L. M., "Adsorption Mechanism of Cu2+ from Aqueous Solution by Chitosan-Coated Magnetic Nanoparticles Modified with Alpha-Ketoglutaric Acid.", Colloids Surf, B: Biointerfaces 74, 244-252, 2009.

14- Zhou Y.T, Nie H.L., Branford-White C., He Z.-Y., Zhu L.M.," Removal of Cu2+ from Aqueous Solution by Chitosan-Coated Magnetic Nanoparticles Modified with Alpha-Ketoglutaric Acid",J. Colloid Interface Sci. 330, 29-37, 2009.

15- Ren Y., Wei X., Zhang M., " Adsorption Character for Removal Cu(II) by Magnetic Cu(II) Ion Imprinted Composite Adsorbent", J. Hazard. Mater.158, 14-22, 2008.

16- Massart, R. " Preparation of Aqueous Magnetic Liquids in Alkaline and Acidic Media", IEEE Trans. Magn, 17, 1247-1248,1981.

17- Massart, R.; Cabuil, V. J. Chim. Phys.,84, 7,1987.

18- A. Dehghan Monfareda,  A. M.H. Ghazanfaria, M. Jamialahmadib, A. Helalizadeh" Adsorption of silica nanoparticles onto Calcite: Equilibrium, Kinetic, Thermodynamic and DLVO analysis" Chem. Engine. J. 281, 334–344, 2015.

19- A. Karaa, , E. Demirbela, , N. Tekinb,  Osmana, , Magnetic Vinylphenyl Boronic acid Microparticles for Cr(VI) Adsorption: Kinetic, Isotherm and Thermodynamic Studies J. Hazard. Mater 286, 612–623, 2015.

20- Revin, S. B.; John, S. A. " Electropolbymerization of 3-amino-5-mercapto-1,2,4-triazole on glassy Carbonelectrode and its Electrocatalytic Activity Towards Uric Acid Electrochim. Acta, 56, 8934, 2011.

21 I.A.W. Tan, B.H. Hameed, , A.L. Ahmad "Equilibrium and Kinetic Studies on Basic Dye Adsorption by Oil Palm Fibre Activated Carbon" Chem Engin J, 127, 2007, 111–119

22- T. B. İyim, G. Güçlü, "Removal of Basic Dyes from Aqueous Solutions Using Natural Clay Desalination, 249, 1377- 1379, 2009.

23- M. Saleem, M. Afzal, F.Mahmood, A.Hameed,"Thermodynamics of

Adsorption of Sulphate on Alumina from Aqueous Solutions”Journal.Chem-Soc. 16, 83-86, 1994.

24- G.Guclu," Removal of Basic Dyes from Aqueous Solutions by Dimethyl Terephthalate Distillation Residue", Desalination, 259,  53–58, 2010.