جذب ماده رنگزاي متیل نارنجی با استفاده از نانوکامپوزیت اکسید روی- اکسید منگنز بر پایه آلومینای فعال شده



نشریه: سال يازدهم - شماره چهارم- زمستان 1396 - مقاله 2   صفحات :  245 تا 255



کد مقاله:
JCST-03-05-2017-1724

مولفین:
مهناز سادات میری: واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی - مرکز تحقیقات مواد پیشرفته، دانشکده مهندسی مواد
سیدعلی حسن زاده تبریزی: واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی - مرکز تحقیقات مواد پیشرفته، دانشکده مهندسی مواد
علی صفار تلوری: واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی - دانشکده علوم پایه


چکیده مقاله:

در این پژوهش نانوجاذب کامپوزیتی اکسید روی – اکسید منگنز بر پایه آلومینای فعال شده به روش رسوب‌دهی ناهمگن با عامل آبكافت همگن اوره که روشی اقتصادی و کاربردی می‌باشد سنتز گردید. تاثیر دمای کلسیناسیون بر شكل ذرات، تشکیل فاز، نوع پیوندهای تشکیل شده و اندازه بلورک‌های نانوکامپوزیت، توسط آزمون‌هاي تفرق پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM)، آنالیز وزن‌سنجی حرارتی (TGA) و آنالیز طیف‌سنجی تبديل فوريه زیر قرمز FT-IR)) تحقیق گردید. در ادامه اثر نسبت‌های مختلف وزنی اکسید روی و اکسید منگنز (با ثابت نگه‌داشتن درصد وزنی آلومینا) بر سطح ویژه، بار سطحی نانوکامپوزیت و در نهایت جذب ماده رنگزاي آنیونی متیل نارنجی بررسی شد. با توجه به نتایج نمونه شامل 35 درصد وزنی اکسید روی کلسینه شده در دمای 400 درجه سانتی‌گراد، جذب 96 درصد (در مدت زمان بیست دقیقه) را برای ماده رنگزاي آنیونی متیل نارنجی نشان داد که به دلیل سطح ویژه بالا ( m2/gr88) و مراکز فعال جذب خوب این نانوکامپوزیت می‌باشد. مشاهدات میکروسکوپی حاکی از آن است كه شكل نمونه به صورت نانوپولک بود.


Article's English abstract:

In this research, zinc oxide-manganese oxide nanocomposite adsorbent based on active alumina was synthesized by heterogeneous precipitation method of urea homogeneous hydrolysis that is an applied and economical method. The effect of calcination temperature on morphology, formation of phase, type of formed bonds and the crystallite size of nano-composite were tested by X-ray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscope (FESEM), analysis of gravimetric thermal (TGA) and fourier transform infrared (FT-IR). The effect of different weight ratios of zinc oxide and manganese oxide (alumina with constant wt%) on surface area, surface charge of nanocomposites and eventually adsorption of methyl orange anionic dye were investigated. The results indicated that the sample contains 35 wt.% of zinc oxide calcined at 400 °C, showed 96 % adsorption efficiency (within twenty minutes) for the methyl orange anionic dye. These can be attributed to the high surface area (88 m2/gr) and also active sites of the nanocomposite. Microscopic observations showed formation of nanoflakes on surfaces of active alumina particle.


کلید واژگان:
نانوکامپوزیت، جذب سطحی، سطح ویژه، رسوب‌دهی ناهمگن.

English Keywords:
Nanocomposites, Adsorption, Surface area, Heterogeneous precipitation.

منابع:
3. ف. ف. کندری، خ. بدیعی، م. ا. معصومی، بررسی حذف رنگزای آلی از پسابهای صنعتی توسط نانوجاذب‌ها. نشریه علمی-ترویجی مطالعات در دنیای رنگ. (1391)2، 42-33. 6. م. طاووسی، ا.حیدرپور، ع. طوقیان، مواد نانو ساختار، جلد دوم، نصوح، اصفهان، 1386، 42 23. ر. انصاری، ن. الوان‌پور، ف. استوار، حذف جذبی ماده رنگزاي کنگو قرمز با نانوکامپوزیت اکسید مس/خاک اره در سیستم ستونی. نشريه علمي پژوهشي علوم و فناوري رنگ. (1396)11، 111-99

English References:
1. V. K. Gupta, I. Ali, T. A. Saleh, A. Nayak, S. Agarwal, Chemical treatment technologies for waste-water recycling-an overview. Rsc. Adv. 2(2012), 6380–6388. 2. S. T. Ong, P. S. Keng, W. N. Lee, S. T. Ha, Y. T. Hung, Dye waste treatment. Water. 3(2011), 157–176. 4. W. Deligeer, Y. W. Gao, S. Asuha, Adsorption of methyl orange on mesoporous ?-Fe2O3/SiO2 nanocomposites. Appl. Surf. Sci. 257(2011), 3524–3528. 5. R. Y. Hong, J. H. Li, L. L. Chen, D. Q. Liu, H. Z. Li, Y. Zheng, J. Ding. Synthesis, Surface modification and photocatalytic property of ZnO nanoparticles. Powder Technol. 189(2009), 426–432. 7. H. Tajizadegana, M. Jafari, M. Rashidzadehb, A. Saffar-Teluri a, A high activity. Adsorbent of ZnO–Al2O3 nanocomposite particles: Synthesis, Characterization and dye removal efficiency. Appl. Surf. Sci. 276(2013), 317–322. 8. W. M. Shaheen, K. S. Hong, Thermal characterization and physico-chemicals propertis of Fe2O3Mn2O3/Al2O3 systems. J. Therm. Anal. Calorim. 68(2002), 289-306. 9. E. Park, H. A. Le, Y. S. Kim, S. Chin, G.-Nam Bae, J. Jurng, Preparation and characterization of Mn2O3/TiO2 nanomaterials synthesized by combination of CVC and impregnation method with different Mn loading concentration. Mater. Res. Bull. 47(2012), 1040–1044. 10. A. Donovan, Pe?a, S .Balu. Uphade, Panagiotis G. Smirniotis, TiO2-supported metal oxide catalysts for low-temperature selective catalytic reduction of NO with NH3 I. Evaluation and characterization of first row transition metals. J. Catal. 221(2004), 421–431. 11. Z. L. Wang. Zinc oxide nanostructures: growth, properties and applications. J. Phys. Condens. 16(2004), R829–R858. 12. F. G. Dur?n, B. P. Barbero, L. E. Cad?s, C. Rojas, M. A. Centeno, J. A. Odriozola, Manganese and iron oxides as combustion catalysts of volatile organic compounds. Appl. Catal B: Environ. 92(2009), 194-201. 13. P. Zhang1, X. Li, Q. Zhao, Sh. Liu, Synthesis and optical property of onedimensionalspinel ZnMn2O4 nanorods. Nanoscale Res. Lett. 6(2011), 323. 14. L. F. Guo, K. L. Pan, H. M. Lee, M. B. Chang, High-Temperature Gaseous H2S Removal by Zn?Mn-based Sorbent. Ind. Eng. Chem. Res. 54(2015), 11040?11047. 15. C. M. Munoz, A. M. Fernandez, Urea : synthesis, properties and uses, Nova, Inc., New York, 2012, 109-149 16. B. Ma?ecka, M. Rajska, Characterization of gold supported on Al2O3–CuO–Mn2O3 catalysts obtained by thermal decomposition of aerosols. J. Therm. Anal. Calorim. 99(2010), 965–971. 17. T. Yamashita, A. Vannice, Temperature-programmed desorption of NO adsorbed on Mn2O3 and Mn3O4. Appl. Catal B: Environ. 13(1997), 141–55. 18. M. Anbia, M. Neyzehdar, A, Ghaffarinejad. Humidity sensitive behavior of Fe (NO3)3 loaded mesoporous silica MCM-41. Sens. Actuators, B. 193(2014), 225-229. 19. K. Vivekanandan, S. Selvasekarapandian, P. Kolandaivel, Raman and FT-IR studies of Pb4 (NO3)2(PO4)2•2H2O crystal. Mater. Chem. Phys. 39(1995), 284-289. 20. T. Kohler, T. Armbruster, E. J, Libowitzky. Hydrogen bonding and Jahn–Teller distortion in Groutite, -MnOOH, and manganite, -MnOOH, and their relations to the manganese dioxides ramsdellite and pyrolusite. J. Solid State Chem. 133(1997), 486-500. 21. S. W. Sing, D. H. Everett, R. A. W. Haul, L. Moscou, R. A. Pierotti, J. Rouquerol, T. Siemieniewska, Reporting physisorption data for gas/solid systems, with special reference to the determination of surface area and porosity. Pure Appl. Chem. 57(1985), 603-619. 22. H. Bouzid and M. Rabiller-Baudry, Impact of Zeta Potential and Size of Caseins as Precursors of Fouling Deposit on Limiting and Critical Fluxes in Spiral Ultrafiltration of Modified Skim Milks. J. Membr. Sci. 314(2008), 67-75. 24. E. C. Lima, B. Royer, J. C. P. Vaghetti, N. M. Simon, B. M. Cunha, F. A. Pavan, E. V. Benvenutti, R. Cataluna-Veses, C. Airoldi, Application of Brazilian pine-fruit shell as a biosorbent to removal of reactive red 194 textile dye from aqueous solution Kinetics and equilibrium study. J. Hazard. Mater. 155(2008), 536-550. 25. A. K. Kushwaha, N. Gupta, M. C. Chattopadhyaya, Removal of cationic methylene blue and malachite green dyes from aqueous solution by waste materials of Daucus carota. J. Saudi Chem. Soc. 18(2014), 200-207. 26. K. Pandiselvi, S. Thambidurai, Synthesis of porous chitosan–polyaniline/ZnO hybrid composite and application for removal of reactive orange 16 dye. Colloid Surf. B. 108(2013), 229-238. 27. N. K. Amin, Removal of direct blue-106 dye from aqueous solution using new activated carbons developed from pomegranate peel: Adsorption equilibrium and kinetics. J. Hazard. Mater. 165(2009), 52-62. 28. L. Zhang, Q. Liu, P. Hu, R. Huang, Adsorptive removal of methyl orange using enhanced cross-linked chitosan/bentonite composite. J. Desalin. Water Treat. 57(2016), 17011-17022 29. L. Deng, Z. Shi, X. Peng, Sh. Zhou, Magnetic calcinated cobalt ferrite/magnesium aluminum hydrotalcite composite for enhanced adsorption of methyl orange. J. Alloys Compod. 15(2016), 101-112. 30. A. Ahmad, M. H. Razali, M. Mamat, F. Sh. B. Mehamod, Kh. A. M. Amin, Adsorption of methyl orange by synthesized and functionalized-CNTs with 3-aminopropyltriethoxysilane loaded TiO2 nanocomposites. Chemosphere. 168(2017), 474-482. 31. U, Habiba, T. A. Siddique, T. CH. Joo, A. Salleh, B. Ch. Ang, A. M. Afifi, Synthesis of chitosan/polyvinyl alcohol/zeolite composite for removal of methyl orange, Congo red and chromium(VI) by flocculation/adsorption. Carbohyd. Poly. 157(2017), 1568-1576. 32. J. Tingshun; F. Weibing; Z. Qian; L. Wangping; Z. Haibo; L. Shukun, Synthesis of Fe (Co or Ni) Loaded Mesoporous Carbon Composites and Their Adsorption Behaviors for Methyl Orange. J. Nanosci. Nanotechnol. 17(2017), 5261-5270. 33. D. Yang†, L. Qiu‡, Y. Yang, Efficient Adsorption of Methyl Orange Using a Modified Chitosan Magnetic Composite Adsorbent. J. chem. eng. data. 61(2016), 3933–3940. 34. S. Azizian, Kinetic models of sorption: a theoritical study. J. Colloid Interface Sci. 276(2004), 47-52.



فایل مقاله
تعداد بازدید: 1597
تعداد دریافت فایل مقاله : 14

ورود به سامانه نشریه
شناسنامه ی نشریه
صاحب امتياز:
موسسه پژوهشي
علوم و فناوري رنگ و پوشش
مدير مسوول:
پروفسور زهرا رنجبر
سردبير:
پروفسور زهرا رنجبر
مدير اجرايي:
دکتر فرهاد عامري
شاپا چاپي:
8779 - 1735
شاپا الکترونيکي:
2169 - 2383
دسترسی سریع
آخرین شماره های نشریه
آمارهای وبگاه
تعداد بازدید:1,598

کاربران حاضر:81