-
Synthesis and Application of Magnetic Nanoadsorbent in Removal of Toxic Metals from Aqueous Solution
Magnetic nano adsorbent is cost-effective and easily synthesized in the laboratory by chemical Co-precipitation method that provides not only high adsorption capacity but also rapid adsorption rate. The magnetic nano adsorbents were synthesized by Ferric and Ferrous ions precursor solution in the presence of ammonium hydroxide. In the present investigation, a magnetic nano adsorbent has been employed for the removal of Pb (II) from an aqueous solution by batch adsorption technique along with photocatalysis. The different parametric study also carried out such as initial concentration of Pb (II), adsorbent dose, contact time, and Solution pH. The Pb (II) was fast adsorption and the equilibrium was achieved within 45 minutes. The amount Pb (II) adsorbed increases as the temperature increase. The optimal pH for Pb (II) was around 5.4 and for the removal of Pb (II) ions was up to 96.00%. The employed adsorbents were characterized by SEM, X-ray diffraction (XRD), Vibrating spinning magnetometer (VSM), and FTIR. The Kinetic of adsorption study was examined for the pseudo-first-order model and pseudo-second-order models. This Photocatalytic adsorption study obeys Pseudo second-order kinetic. The reusability and regeneration of magnetic nano adsorbents were studied and were recycled up to 87.00 %.
Keywords: Ferric, Ferrous ions, co-precipitation, Magnetic Nanoadsorbent, Adsorption, VSM, Photocatalysis, Kinetics -
The effective removal of heavy metals from industrial wastewater is the most important issues for many industrialized countries and it is big challenge for human being. This research focuses on understanding adsorption process and developing a cost effective technology for treatment of heavy metals-contaminated industrial wastewater. In this investigation the Fe2O3 magnetic nano adsorbents are effective and posse’s high adsorption capacity and efficient removal rate. In this research article iron oxide nano adsorbents have been employed for the removal of Cd(II)ions from aqueous solutions by batch adsorption technique. The amount of Cd(II) ions adsorbed increases as temperature increased. The optimal pH values for Cd(II) ions removal was in between 5.5 to 6.5 different other parameters are also studied such as initial concentration of metals, catalyst dose, contact time etc. The kinetic study also have been investigated for this research article and it is observed that Cd(II) ions removed by Fe2O3 magnetic nano adsorbent obey pseudo first order and pseudo second order kinetics model effectively.Keywords: Cadmium, Magnetic nanoadsorbent, Iron oxide, Adsorption, Ferric oxide
-
در کار حاضر از شن جزیره هنگام برای تهیه نانوجاذب جدید مغناطیسی استفاده شده است. نانوجاذب مغناطیسی تهیه شده ذاتا به دلیل داشتن ترکیبات ویژه مخصوصا اکسید آهن (III) یعنی Fe3O4 دارای خاصیت مغناطیسی بوده و به کمک عامل فعال کننده سطح به نام 3-(گلایسی دیلوکسی پروپیل) تری متوکسی سیلان برای تولید یک نانوجاذب موثر اصلاح شده است. تهیه نانوجاذب مغناطیسی به همراه خصوصیات فیزیکی و شیمیایی به طور موفقیت آمیزی به کمک تکنیک های مادون قرمز تبدیل فوریه FTIR، آنالیز گرماسنجی تفاضلی/گرماسنجی حرارتی دیفرانسیلی TGA/DTG، پراش اشعه ایکس XRD و تصویر برداری میکروسکوپی الکترونی SEM تایید شد. نانوجاذب به عنوان فاز جامد برای استخراج داروی سیتریزین از محلول های آبی استفاده بکار برده شد. تعیین میزان دارو به کمک کروماتوگرافی مایعی با کارایی بالا انجام شد. پارامترهای تجزیه ایی موثر مانند pH محلول نمونه (4)، میزان جاذب (100 میلی گرم)، نقطه بار صفر (5)، حجم رسوخ (500 میلی لیتر) و مدت زمان تماس (15 دقیقه) ارزیابی و بهینه شدند. علاوه بر این، ارقام شایستگی روش مانند دقت RSD (44/1%)، حد تشخیصLOD (µg L-11/1) و گستره خطی روش LDR (mg L-1250-01/0) بدست آمد. همچنین به منظور اعتباربخشی و صحت روش، مقدار سیتریزین در دو نمونه حقیقی ارزیابی و از نقطه نظر بازیابی نتایج رضایت بخش حاصل شد.
کلید واژگان: شن جزیره هنگام، نانوذرات مغناطیسی اصلاح شده، اندازه گیری، استخراج سیتریزین، کروماتوگرافی با کارایی بالاIn present work Hengam island sands were used for preparation of new magnetic nano-adsorbent. These sands have intrinsic magnetic properties due to possess specific compounds such as Fe3O4. It was modified by surface activator agent namely 3-(Glycidyloxypropyl)trimethoxysilane to produce effective nano-adsorbent. After preparation of this nano-adsorbent, Its physical and chemical properties was verified using several techniques such as FTIR, TGA/DTG, XRD and SEM. Nano-adsorbent was used as a solid phase to extraction of cetirizine from aqueous solutions and then its determination was done by HPLC. Effective analytical parameters such as pH of sample solution (pH=4), dosage of nano-adsorbent (100 mg), zero charge (pHz=5), breakthrough volume (500 mL) and contact time (15 min) were evaluated and optimized. Furthermore, figures of merit parameters such as precision (RSD=1.44%), limit of detection (LOD=1.1 µg L-1) and linear dynamic range (LDR=0.01-250 mg L-1) were obtained. Also for validation the accuracy of method, amount of cetirizine in two real samples were successfully determined.
Keywords: Hengam Island Sand, Modified Magnetic Nano-Particles, Cetirizine Extraction, Determination, HPLC -
سابقه و هدفمگنتیت هیدروکسی آپاتیت (m-Hap)، به عنوان جاذب نانو مغناطیسی تولید و برای حذف تتراسایکلین از محیط های آبی استفاده گردید.مواد و روش هامورفولوژی و دیگر خصوصیات جاذب مغناطیسی تولید شده با استفاده از دستگاه های میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (SEM) و اسپکتروفوتومتری تبدیل فوریه مادون قرمز (FTIR) مشخصه یابی شدند. عوامل موثر بر تتراسایکلین توسط m-Hap، شامل pH (10-3)، دزاژ جاذب (5-1/0 گرم بر لیتر)، زمان تماس (120-5 دقیقه) و غلظت اولیه تتراسایکلین (10 و 25 میلی گرم بر لیتر) مطالعه شدند. هم چنین اثر جاذب بر حذف تتراسایکلین از نمونه فاضلاب واقعی مورد بررسی قرار گرفت.یافته هانتایج نشان داد نانوذرات تولید شده، تقریبا کروی شکل و اندازه آن ها بین 30-20 نانومتر بود. در شرایط بهینه جذب (زمان تماس 60 دقیقه، دوز جاذب 1 گرم در لیتر و pH برابر 5/7) راندمان حذف تتراسایکلین بیش از 99 درصد بود. داده های جذب با مدل لانگمویر برازش بهتری نشان داد (977/0=R2) و حداکثر ظرفیت جذب در 5/7pH= و دمای K298 معادل 4/64 میلی گرم بر گرم به دست آمد. نتایج آزمایشات جذب با نمونه فاضلاب واقعی بیمارستان نشان داد که بازده جذب تتراسایکلین مقداری کاهش یافت (85 درصد).
استنتاج:نتایج حاصل از این مطالعه نشان داد که نانو ذرات هیدروکسی آپاتیت مغناطیسی به عنوان یک جاذب بسیار موثر برای تصفیه آب و فاضلاب می باشد.کلید واژگان: جذب سطحی، نانو ذرات، هیدروکسی آپاتیت مغناطیسی، تتراسایکلینBackground andPurposeMagnetite hydroxyapatite (m-Hap) as a magnetic nano-adsorbent was synthesized for the removal of tetracycline (TC) from aqueous solutions.Materials And MethodsThe properties of m-Hap were investigated by scanning electron microscope (SEM) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). Factors affecting the adsorption of TC including pH (3-10), adsorbent dosage (0.1-5 g/L), contact time (5-120 min) and initial concentration of TC (10-25 mg/L) were investigated. The effect of adsorbent on the removal of tetracycline from real wastewater was also studied.ResultsThe nanocomposite was almost spherical in shape and about 20-30 nm in diameter. In optimum conditions more than 99% of TC was removed (contact time 60 min, adsorbent dose 1g/L, and pH 7.5). The equilibrium data were well fitted into Langmuir model (R2= 0.977) and the maximum adsorption capacity was 64.4 mg g-1 at pH 7.5 and 298 K. Adsorption experiments on hospital wastewater indicated a slight decrease in adsorption removal of TC (85%).ConclusionThis study showed that the magnetic Hydroxyapatite nanoparticles could be used as a highly efficient and promising adsorbent in water and wastewater treatment systems.Keywords: adsorption, nanoparticles, magnetic hydroxyapatite, tetracycline -
نشریه شیمی کاربردی روز، پیاپی 73 (زمستان 1403)، صص 115 -130
در این پژوهش، نانوذرات هسته-پوسته مغناطیسی Fe3O4@SiO2 عامل دار شده با مولکول های 1و4-دی هیدروکسی آنتراکوئینون سنتز شدند و به-منظور حذف یون های مس دو ظرفیتی از محلول های 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 طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه، پراش اشعه ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی-نشر میدانی، میکروسکوپ الکترونی عبوری، مغناطیس سنج نمونه ارتعاشی و توزین گرمایی مورد بررسی و شناسایی قرار گرفتند. پس از سنتز نانوجاذب مغناطیسی، تاثیر مقادیر مختلف جاذب و مطالعه سینتیکی جذب در حذف یو ن های مس دو ظرفیتی مورد بررسی قرار گرفت که نتایج نشان داد که بکارگیری 14 میلی گرم جاذب منجر به حذف یون مس با ماکزیمم جذب 96% در دمای محیط در مدت زمان 28 دقیقه و در 7 = pHمی شود. 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 موید آن است که این نانوکامپوزیت سنتزی یک جاذب موثر با عملکرد عالی به منظور حذف یون مس دو ظرفیتی از محلول های آبی می باشد.
کلید واژگان: نانوکامپوزیت Fe3o4@Sio2، 1و4-دی هیدروکسی آنتراکوئینون، خصوصیات نانوجاذب، مس دو ظرفیتی، حذف موثر، جداسازی مغناطیسیIn 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.
Keywords: Fe3o4@Sio2 Nanocomposite, 4-Dihydroxyanthraquinone, Properties Of Nanoabsorbents, Bivalent Copper, Efficient Removal, Magnetic Separation -
International Journal Of Nanoscience and Nanotechnology, Volume:15 Issue: 4, Autumn 2019, PP 249 -263A method for treating fuel oil and waste water of power plant is suggested which is including vanadium elimination through contacting with humic acid coated magnetic nano-adsorbent. The nano-adsorbent was modified with humic acid (HA) as a compound having carboxyl, hydroxyl and amin functional groups. HA/Fe3O4 nanoparticles were prepared by a co-precipitation procedure and were characterized using different techniques such as dynamic light scattering (DLS), Transmission electron microscopy (TEM), FTIR spectroscopy, X-ray diffraction spectroscopy. The surface charge of the nano-adsorbents was determined by Zeta potential technique and their magnetic properties were investigated by vibrational sample magnetometer (VSM). It was observed that the synthesized nanoparticles have a mean diameter about 14 nm. The effects of several experimental factors such as pH, adsorbent dosage, contact time and initial vanadium concentration, on the nano-adsorbent ability for vanadium removal were investigated. The best results were obtained using 10 mg/ml of nanoparticles at pH 5 and contact time 30 min. At this condition about 99.5 % of V(IV) could be removed from synthetic samples. Maximum adsorption capacity for vanadium (IV) was 8.97 mg/g which was fitted to Langmuir isotherm model. The ability of HA/Fe3O4 for the vanadium removal from fuel oil and wastewater of power plant was also investigated. It was observed that more than 93% of vanadium content could be removed from waste water and 67% form fuel oil using proposed nano-adsorbent.Keywords: Vanadium Removal, Magnetic Nanoparticle, Humic acid, Adsorption, Waste water, Fuel Oil.
-
اسید پانتوتنیک (B5) یکی از مهم ترین ویتامین ها برای زندگی انسان است که در بدن انسان نقش های متعددی ازجمله ساخت سلول های خونی، فعالیت غدد فوق کلیه، مقابله با استرس و تولید انرژی را بر عهده دارد. از طرفی حضور این ویتامین برای رشد گیاهان و غذاسازی حایز اهمیت است، بنابراین جذب و اندازه گیری آن امروزه بیشتر از قبل مورد بررسی قرار می گیرد. امروزه استفاده از جاذب های مغناطیسی و به دنبال آن جداسازی مغناطیسی جهت جذب و جداسازی به دلیل سادگی، هزینه کم و سرعت بالا بسیار موردتوجه محققان است. مطالعه حاضر باهدف جذب و استخراج ویتامینB5 از محلول های آبی با استفاده از نانو کامپوزیت آهن / پوست پرتقال انجام گرفت. نانو ذرات سنتز شده به وسیله آنالیزهای SEM/EDX، FT-IRو XRD مشخصه یابی گردیدند. همچنین از مدل ایزوترمی لانگمویر و فروندلیچ و مدل های سینتیکی شبه درجه اول و شبه درجه دوم برای بیان نوع فرآیند استفاده گردید. متغیرهای موثر برجذب از قبیل pH، مقدار دوز جاذب، زمان تماس و غلظت اولیه ویتامین B5 بررسی شدند. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که بیشترین میزان جذب ویتامین B5 در غلظت 300 میلی گرم بر لیتر، میزان 1/0 گرم از جاذب، زمان تماس 90 دقیقه و pH برابر 6 است و روند جذب ویتامین B5 بر روی جاذب مغناطیسی از مدل لانگمویر (9899/0 R2=) تبعیت می نماید. سینتیک واکنش جذب با ضریب رگرسیون بالا (999/0 R2=) توسط مدل شبه درجه اول تایید شد.
کلید واژگان: ویتامین B5، نانوکامپوزیت مغناطیسی، جذب سطحی، پوست پرتقالOne of the most important vitamins for human life is pantothenic acid (B5), because of its advantages such as production of blood cells, adrenal gland activity, stress management and energy production. The presence of this vitamin is important for plant growth and food production, because of its adsorption and determination were studied more than before. Magnetic Nano adsorbent has been attracted great attention in the field of separation due to the simplicity, low cost and high speed. In this paper, the magnetic Nano composite modified with orange peel for adsorption efficiency of vitamin B5 from aqueous solution was synthesized. The Nano adsorbent structure was characterized using SEM-EDX, FTIR and XRD. The influence of adsorption parameters including pH, contact time, adsorbent dosage and initial concentration of B5 onto Nano adsorbent were evaluated. The best sorption of B5 via the Nano sorbent occurred at concentration of 300 mg L-1, 0.1 g of Nano adsorbent, 90 min of contact time at an optimum pH of 6. The Langmuir isotherm model (R2= 0.9899) was found to be fit with the isotherms data. The best kinetic model fit for adsorption of B5 from Nano adsorbent was found with the pseudo-first-order model (R2=0.9999).
Keywords: Vitamin B5, Magnetic Nano Composite, Adsorption, Orange peel -
رنگ ها از نظر علمی و عمومی نوع جدیدی از آلودگی های زیست محیطی هستند که باعث نگرانی در سطح جهانی شده اند. پژوهش های زیادی در این زمینه برای حذف رنگ ها از فاضلاب ها بر مبنای فرایند جذب سطحی به وسیله نانوجاذب ها انجام شده است. بر مبنای آن، این پژوهش سنتز نانوجاذب مغناطیسی جدیدی بر پایه هیدروژل بیدهای کیتوسان را برای حذف رنگ کاتیونی متلین بلو از محلول های آبی را تشریح می کند. به طوری که هیدروژل بیدهای کیتوسان با سلولز شبکه ای شد و در حضور نانوذرات بنتونیت مغناطیسی (Fe3O4/Bent) سنتز شدند. نانوذرات Fe3O4/Bent از سنتز نانوذرات مغناطیسی Fe3O4 در حضور نانورس بنتونیت به روش همرسوبی و درجا بدست آمد. ساختار نانوجاذب های بدست آمده با روش های FT-IR، XRD، FE-SEM، TEM و VSM مورد بررسی قرار گرفت. اثر پارامترهای مهم بر فرایند جذب سطحی رنگ متیلن بلو از جمله اثر pH، اثر زمان تماس، اثر غلظت اولیه رنگ و اثر دما بررسی و مطالعه شد. نتایج حاصل از فرایند جذب رنگ متیلن بلو نشان داد که داده های تجربی بدست آمده بترتیب از مدل سینتیک شبه مرتبه دوم و مدل همدمای لانگمویر مطابقت دارد. همچنین، سنجه های ترمودینامیکی فرایند جذب (ΔH، ΔS و ΔG)، جذبی گرماگیر و خودبه خودی را نشان داد.
کلید واژگان: نانوجاذب مغناطیسی، کیتوسان، فرآیند جذب سطحی، نانورس بنتونیت مغناطیسی، حذف رنگ متیلن بلوNano scale, Volume:8 Issue: 2, 2021, PP 69 -82Dyes are scientifically and generally a new type of environmental pollutions, which has caused worldwide concern. Many research has been done in this field to remove dyes from wastewater based on the adsorption process via nano-adsorbents. This study described the synthesis of a new magnetic nano-adsorbent based on chitosan hydrogel beads to remove methylene blue as the cationic dye from aqueous solutions. Chitosan hydrogel beads were cross-linked with cellulose and synthesized in the presence of magnetic bentonite nanoparticles (Fe3O4\Bent). Fe3O4\Bent nanoparticles were obtained from the synthesis of Fe3O4 magnetic nanoparticles in the presence of bentonite nanoclay by co-precipitation and in situ method. The structure of nano-adsorbents were investigated by FT-IR, XRD, FE-SEM, TEM, and VSM techniques. The adsorption capacities of hydrogel beads for Methylene blue dye were studied via different important parameters including the effect of pH, contact time, the effect of initial dye concentration and the effect of temperature. The results showed that the kinetic data and adsorption isotherm were best-correlated to the pseudo-second-order model and Langmuir model, respectively. The thermodynamic data (ΔG, ΔS, and ΔH) indicated that the adsorption process was spontaneous, favorable and endothermic.
Keywords: Magnetic nano-adsorbent, Chitosan, Adsorption process, Magnetic bentonite nanoclay, removal ofmethylene blue -
Dyes in the textile industry are the most significant source of pollutants, which cause damaging effects to people’s health. Reactive black 5 (RD5) is an anionic color that is currently used in the textile industry. This study is designed to provide the strategies to synthesize and characterize the new family of functionalized magnetite nanoparticles via a chemical co-precipitation method with polyaniline modification groups on the surface. The effect of various parameters including pH, the initial concentration of RD5, the mass of adsorbent, contact time, temperature and ionic strength has been studied. Under optimal conditions, 10 mL of RD5 solution with a concentration of 30 mg/L, 20 mg of adsorbent, pH of 7 and contact time of 10 minutes, the color was completely removed. The results also showed that adsorption followed Langmuir isotherm (R2=0.998) and the maximum adsorption capacity was 63.69 mg/g. The results of kinetic studies also showed that the RD5 removal followed the pseudo-second-order equation with the correlation coefficient of R2=0.9984. The ΔG0 was negative at all temperatures which shows that the adsorption process was spontaneous. Conforming to our results, adsorption process by designed magnetic nano-adsorbent is an efficient and affordable method for eliminating RD5 from the industry.
Keywords: Reactive Black 5, Isotherm models, Kinetics, Magnetic adsorbent, Diffusion -
In the present study, removal of dibenzothiophene (DBT) from model oil (n-hexane) was investigated using magnetic activated carbon (MAC) nano-composite adsorbent. The synthesized nano-composite was characterized by FT-IR, FE-SEM, BET and VSM techniques. The MAC nano-composite exhibited a nearly superparamagnetic property with a saturation magnetization (Ms) of 29.2 emu g-1, which made it desirable for separation under an external magnetic field. The magnetic adsorbent afforded a maximum adsorption capacity of 38.0 mg DBT g-1 at the optimized conditions (adsorbent dose, 8 g l-1; contact time, 1 h; temperature, 25 °C). Langmuir, Freundlich and Temkin isotherm models were used to fit equilibrium data for MAC nano-composite. Adsorption process could be well described by the Langmuir model. Kinetic studies were carried out and showed the sorption kinetics of DBT was best described by a pseudo-second-order kinetic model. In addition, the MAC nano-composite exhibited good capability of recycling to adsorb DBT in gasoline deep desulfurization.Keywords: Magnetic, Desulfurization, Activated Carbon, adsorbent, Dibenzothiophene
-
از آنجا که گزینه «جستجوی دقیق» غیرفعال است همه کلمات به تنهایی جستجو و سپس با الگوهای استاندارد، رتبهای بر حسب کلمات مورد نظر شما به هر نتیجه اختصاص داده شدهاست.
- نتایج بر اساس میزان ارتباط مرتب شدهاند و انتظار میرود نتایج اولیه به موضوع مورد نظر شما بیشتر نزدیک باشند. تغییر ترتیب نمایش به تاریخ در جستجوی چندکلمه چندان کاربردی نیست!
- جستجوی عادی ابزار سادهای است تا با درج هر کلمه یا عبارت، مرتبط ترین مطلب به شما نمایش دادهشود. اگر هر شرطی برای جستجوی خود در نظر دارید لازم است از جستجوی پیشرفته استفاده کنید. برای نمونه اگر به دنبال نوشتههای نویسنده خاصی هستید، یا میخواهید کلمات فقط در عنوان مطلب جستجو شود یا دوره زمانی خاصی مدنظر شماست حتما از جستجوی پیشرفته استفاده کنید تا نتایج مطلوب را ببینید.
* ممکن است برخی از فیلترهای زیر دربردارنده هیچ نتیجهای نباشند.
-
معتبرحذف فیلتر