یک نانوکامپوزیت ابرجاذب دوست‌دار محیط‌زیست بر پایه پلی‌(N- وینیل پیرولیدون-کو- مالئیک انیدرید) و کاربرد آن برای حذف ماده رنگزاي قرمز کنگو از محلول‌های آبی



نشریه: سال يازدهم - شماره چهارم- زمستان 1396 - مقاله 5   صفحات :  275 تا 286



کد مقاله:
JCST-20-06-2017-1744

مولفین:
احسان نظرزاده زارع: دانشگاه دامغان - دانشکده شیمی
مسلم منصور لکورج: دانشگاه مازندران - گروه شیمی آلی، دانشکده شیمی
مهسا معصومی: دانشگاه مازندران - گروه شیمی آلی، دانشکده شیمی


چکیده مقاله:

نانوکامپوزیت دوست‌دار محیط زیست ‌پلی (N- وینیل پیرولیدون-کو- مالئیک انیدرید) @ پوسته تخم مرغ@ اکسید آهن (PNVPMA@ES@Fe3O4) در دو مرحله سنتز شد. در مرحله اول، PNVPMA با استفاده از روش پلیمریزاسیون رادیکالی سنتز شد. در مرحله دوم، نانوکامپوزیت PNVPMA@ES@Fe3O4 با روش هم رسوبی درجا سنتز شد. نانوکامپوزیت PNVPMA@ES@Fe3O4 به عنوان یک جاذب دوست‌دار محیط‌زیست با قدرت جذب بالا برای حذف ماده رنگزاي قرمز کنگو (CR) از محلول‌های آبی در شرایط مختلفی از قبیل pH، زمان تماس، مقدار جاذب و غلظت ماده رنگزا استفاده شد. نتایج نشان داد که درصد حذف ماده رنگزاي CR با استفاده از نانوکامپوزیت سنتز شده بیش از 95% در 6pH= در مدت زمان 30 دقیقه می‌باشد. نتایج نشان داد برهم‌کنش بین CR و نانوکامپوزیت در توافق با ایزوترم لانگمویر و مدل سینتيكی شبه مرتبه‌ دوم می‌باشد. همچنین مدل ترمودینامیکی نشان داد که فرآیند جذب ماده رنگزاي CR روی نانوکامپوزیت سنتز شده به صورت خودبه خودی است.


Article's English abstract:

Poly (N- vinylpyrrolidone -co- maleic anhydride) @ eggshell @ Fe3O4 (PNVPMA@ES@Fe3O4) eco-friendly nanocomposite was synthesized by a two-step method. In the first step, the PNVPMA copolymer was synthesized via radical polymerization method. In the second step, the PNVPMA@ES@Fe3O4 nanocomposite was synthesized through an in-situ co-precipitation technique. The PNVPMA@ES@Fe3O4 nanocomposite was used as high performance eco-friendly adsorbent to remove Congo red (CR) dye from aqueous solutions at various conditions, such as pH effect, contact time, adsorbent dosage and dye concentration. Results showed that the percentage removal of CR by synthesized magnetic nanocomposite was more than 95% at pH=6 and contact time 30 min. The results showed that the interactions between CR and the PNVPMA@ES@Fe3O4 nanocomposite were in agreement with the Langmuir isotherm and pseudo second order kinetic model. Also, thermodynamic model showed that the CR adsorption on the synthesized nanocomposite was spontaneous.


کلید واژگان:
سنتز، شناسایی، نانوکامپوزیت زیست‌سازگار، پلی‌(N- وینیل پیرولیدون-کو- مالئیک انیدرید)، حذف قرمزکنگو.

English Keywords:
Synthesis, Characterization, Environmentally friendly nanocomposite, Poly (N-vinylpyrrolidone -co- maleic anhydride), Congo red removal.

منابع:
3. ر. انصاری ، ع. محمدخواه، س. علائی، حذف رنگزای آنیونی قرمز کنگو از محلول‌های آبی با استفاده از خاک اره اصلاح شده با پلی آنیلین: بررسی ایزوترم و سینتیک جذب. نشریه علمی-پژوهشی علوم و فناوری رنگ، (1390) 5، 344-335.

English References:
1. M. N. Khan, M. F. Wahab, Characterization of chemically modified corncobs and its application in the removal of metal ions from aqueous solution. J. Hazardous. Mater. 141 (2007), 237-244. 2. A. K. Meena, G. K. Mishra, P. K. Rai, C. Rajagopal, P. N. Nagar, Removal of heavy metal ions from aqueous solutions using carbon aerogel as an adsorbent. J. Hazardous. Mater. 122(2005) 161-170. 4. S. Mondal, Methods of dye removal from dye house effluent-an overview, Environ. Eng. Sci. 25 (2008) 383–396. 5. M. R. Unnithan, T.S. Anirudhan, The kinetics and thermodynamics of sorption of Cr(VI) onto the iron(III) complex of a carboxilated polymer acrylamide-grafted sawdust. Ind. Eng. Chem. Res. 40 (2001), 2693–2701. 6. M. M. Lakouraj, F. Hasanzadeh, E. N. Zare, Nanogel and super-paramagnetic nanocomposite of thiacalix[4]arene functionalized chitosan: Synthesis, characterization and heavy metal sorption. Iran. Polym. J. 23 (2014), 933–945. 7. M. M. Lakouraj, F. Mojerlou, E. N. Zare, Nanogel and superparamagnetic nanocomposite based on sodium alginate for sorption of heavy metal ions. Carbohydr. Polym. 106 (2014), 34–41. 8. E.N. Zare, M. M. Lakouraj, A. Ramezani. Effective adsorption of heavy metal cations by super-paramagnetic poly(aniline-co-m-phenylenediamine)@Fe3O4 nanocomposite. Adv. Polym. Tech. 34 (2015) 21501(1 of 11). 9. X. Sun, L. Yang, Q. Li, Z. Liu, T. Dong, H. Liu, Polyethylenimine-functionalized poly(vinyl alcohol) magnetic microspheres as a novel adsorbent for rapid removal of Cr(VI) from aqueous solution. Chemical. Eng. J. 262 (2015), 101–108. 10. G. Zeng, Y. Liu, L. Tang, G. Yang, Y. Pang, Y. Zhang, Y. Zhou, Z. Li, M. Li, M. Lai, X. He, Y. He, Enhancement of Cd(II) adsorption by polyacrylic acid modified magnetic mesoporous carbon. Chemical. Eng. J. 259 (2015), 153–160. 11. Y.X. Zhang, X.Y. Yu, Z. Jin, Y. Jia, W.H. Xu, T. Luo, B.J. Zhu, J. H. Liu, X. J. Huang, Ultra high adsorption capacity of fried egg jellyfish-like ?-AlOOH(Boehmite)@SiO2/Fe3O4 porous magnetic microspheres for aqueous Pb(II) removal. J. Mater. Chem. 2 (2011) 16550–16557. 12. Y. X. Zhang, Y. Jia, Z. Jin, X. Y. Yu, W. H. Xu, T. Luo, B. J. Zhu, J. H. Liu, X. J. Huang, Self-assembled, monodispersed, flower-like ?-AlOOH hierarchical superstructures for efficient and fast removal of heavy metal ions from water. Cryst. Eng. Comm. 14(2012), 3005–3007. 13. Y. X. Zhang, Z. L. Liu, B. Sun, W. H. Xu, J. H. Liu, An alternative hydrothermal route to amorphous carbon nanotubes for treatment of organic pollutants in water. RSC Adv. 3(2013), 23197–23206. 14. Y. X. Zhang, Y. Jia, A facile solution approach for the synthesis of akaganéite (?-FeOOH) nanorods and their ion-exchange mechanism toward As(V) ions. Appl. Surf. Sci. 290(2014), 102–106. 15. C. Zhou, W. Zhang, M. Xia, W. Zhou, Q. Wan, K. Peng, B. Zou, Synthesis of poly (acrylic acid) coated-Fe3O4 superparamagnetic nano-composites and their fast removal of dye from aqueous solution. J. Nanosci. Nanotechnol. 13(2013), 4627-4633. 16. T. K. Mahto, A. R. Chowdhuri, S. K. Sahu, Polyaniline?functionalized magnetic nanoparticles for the removal of toxic dye from wastewater. J. Appl. Polym. Sci. 131(2014), 1-9. 17. P. Wang, T. Yan, L. Wang, Removal of Congo red from aqueous solution using magnetic chitosan composite microparticles. Bioresources. 8(4) (2013), 6026-6043. 18. Y. Ren, Y. Chen, M. Sun, H. Peng, K. Huang, Rapid and efficient removal of cationic dyes by magnetic chitosan adsorbent modified with EDTA. Sep. Sci. Technol. 49(2014), 2049-2059. 19. A. Pourjavadi, A. Abedin-Moghanaki, A. Tavakoli, Efficient removal of cationic dyes using a new magnetic nanocomposite based on starch-g-poly (vinylalcohol) and functionalized with sulfate groups. RSC Adv. 6(2016), 38042-38051. 20. C. Li, J. Lu, S. Li, Y. Tong, B. Ye, Synthesis of Magnetic microspheres with sodium alginate and activated carbon for removal of methylene blue. Materials. 10(2017), 1-14. 21. P. Hemalatha, M. K. Veeraiah. S. Prasannakumar, K. V. Anasuya, Synthesis, characterisation and antibacterial activity of copolymer (N-vinylpyrrolidone-maleic anhydride) with N-diethylethanolamine. Inter. Res. Eng. Tech. 3(2014), 56-64. 22. P. N. Moghadam, E. N. Zareh, Synthesis of conductive nanocomposites based on polyaniline/poly (styrene-alt-maleic anhydride)/polystyrene. Polym. 10(2010), 588-596. 23. S. Hosseini, F. Eghbali Babadi, S. Masoudi Soltani, M. Kheireddine Aroua, S. Babamohammadi, A. Mousavi Moghadam, Carbon dioxide adsorption on nitrogen-enriched gel beads from calcined eggshell/sodium alginate natural composite. Process. Saf. Environ. 109 (2017), 387–399. 24. E. N. Zareh, P. N. Moghadam. Synthesis and characterization of conductive nanoblends based on poly (aniline?co?3?aminobenzoic acid) in the presence of poly (styrene?alt?maleic acid). J. Appl. Polym. Sci. 122(2011), 97-104. 25. E. N. Zare, M. M. Lakouraj, A. Ramezani. Efficient sorption of Pb (II) from an aqueous solution using a poly (aniline-co-3-aminobenzoic acid)-based magnetic core–shell nanocomposite. New J. Chem. 40 (2016), 2521-2529. 26. M. Arshadi, M. J. Amiri, S. Mousavi. Kinetic, equilibrium and thermodynamic investigations of Ni (II), Cd (II), Cu (II) and Co (II) adsorption on barley straw ash. Water. Resour. Indus. 6 (2014), 1-17. 27. I. D. Mall, V. C. Srivastava, N. K. Agarwal, I. M. Mishra, Removal of congo red from aqueous solution by bagasse fly ash and activated carbon: kinetic study and equilibrium isotherm analyses. Chemosphere. 61(2005), 492-501. 28. C. Namasivayam, D. Kavitha, Removal of Congo Red from water by adsorption onto activated carbon prepared from coir pith, an agricultural solid waste. Dyes Pigm. 54(2002), 47-58. 29. S. Kaur, S. Rani, R. K. Mahajan, Adsorption kinetics for the removal of hazardous dye congo red by biowaste materials as adsorbents. J. Chem. 2013 (2013), 1-12. 30. T. Hao, X. Rao, Z. Li, C. Niu, J. Wang, X. Su, Synthesis of magnetic separable iron oxide/carbon nanocomposites for efficient adsorptive removal of Congo red. J. Alloys. Compd. 617(2014), 76-80. 31. A. Karamipour, N. Rasouli, M. Movahedi, H. Salavti, A kinetic study on adsorption of congo red from aqueous solution by ZnO-ZnFe2O4-polypyrrole magnetic nano-composite. Phys. Chem. Res. 4(2016), 291-301.



فایل مقاله
تعداد بازدید: 1198
تعداد دریافت فایل مقاله : 7

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:1,199

کاربران حاضر:88