سنتز نانوکامپوزیت La2CoFe2O7 و کاربرد کاتالیزوری نوری آن برای حذف رنگ‌های آلی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه شیمی، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران، صندوق پستی: 4697-19395

2 گروه شیمی، واحد زاهدان، دانشگاه آزاد اسلامی، زاهدان، ایران، صندوق پستی: 978-98135

3 آزمایشگاه مرکزی، مجتمع آموزش عالی فنی و مهندسی اسفراین، اسفراین، خراسان شمالی، ایران، کد پستی:9661998195

چکیده

پساب کارخانه­‌های نساجی یکی از مهم‌ترین منابع آلودگی محیط‌زیست می‌‌باشد، بنابراین تصفیه این پساب‌ها ضروری است. از این­رو تجزیه مواد رنگ‌زا با استفاده از کاتالیزورهای نوری که یکی از فرآیندهای اکسایش پیشرفته می‌باشد، مورد مطالعه قرار گرفته است. کار حاضر سنتز نانوکامپوزیت اکسید فلزات مختلط مغناطیسی (LCoFO) La2CoFe2O7 به عنوان کاتالیزور نوری موثر را با روش هم‌رسوبی معرفی می‌کند. اکسید فلزی سنتز شده با طیف‌سنجی زیر قرمز (FT-IR)، الگوی پراش پرتو ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) شناسایی شد. دستگاه مغناطیس‌سنج گرادیان نیروی متناوب (AGFM) رفتار مغناطیسی نانوکامپوزیت LCoFO را نشان می‌دهد. در این تحقیق، خواص کاتالیزوری نوری نانوکامپوزیت­های LCoFO با استفاده از تجزیه نوری متیل ویولت (MV)، مالاشیت گرین اگزالات (MG) و اریوکروم بلک تی (EBT) تحت تابش پرتو نور فرابنفش و عوامل مختلف از قبیل دما، pH محلول، غلظت رنگ‌زا، مقدارکاتالیزور و زمان تابش نور UV بررسی شد. نتایج نشان داد که این نانو کامپوزیت‌ها عملکرد کاتالیزوری نوری خوبی دارند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Synthesis of La2CoFe2O7 Nanocomposite and its Photocatalytic Application to Remove Organic Dyes

نویسندگان [English]

  • somaye khammarnia 1
  • Jilla Saffari 2
  • Mehri-Saddat Ekrami-Kakhki 3
1 Chemistry Department, Payame Noor University, P.O. Box: 19395-4697, Tehran, Iran
2 Department of Chemistry, Zahedan Branch, Islamic AzadUniversity, P.O. Box: 98135-978, Zahedan, Iran
3 Esfarayen University of Technology, P.O. Code: 9661998195, Esfarayen, North Khorasan, Iran
چکیده [English]

Wastewater from textile factories is one of the most important sources of environmental pollution, so it is necessary to treat these wastewater. Therefore, the decomposition of colors using photocatalysts, which is one of the advanced oxidation processes, has been studied. The present work introduces the synthesis of the magnetic mixed metal oxide La2CoFe2O7 (LCoFO) nanocomposite as an effective photocatalyst by co-precipitation method. The synthesized metal oxide was characterized by infrared spectroscopy (FT-IR), X-ray diffraction pattern (XRD) and transmission electron microscopy (TEM). The alternating force gradient magnetometer (AGFM) shows the magnetic behavior of the LCoFO nanocomposite. In this research, the photocatalytic properties of LCoFO nanocomposites using photolysis of methyl violet (MV), malachite green oxalate (MG), and eriochrome black T (EBT) were investigated under ultraviolet light irradiation in different parameters such as temperature, solution pH, dye concentration, catalyst amount, and UV radiation time. The results showed that these nanocomposites have good photocatalytic performance.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Magnetite nanoparticles Co
  • precipitation Photocatalyst Methyl violet Malachite green oxalate Eriochrome Black T
  1. 1.   Mark JE, Jiang CY, Tang MY. simultaneous curing and filling of elastomers. Macromol. 1984;17: 2613-2616. https://doi.org/ 10.1021/ma00142a026
  2. 2.   Abniki M, Moghimi A. Removal and measurement of bromocresol purple dye in aqueous samples by β-cyclodextrin-modified magnetic carbon nanotube with dispersive solid-phase extraction technique. J Color Sci Tech. 2022;15(4):301-315. https://dorl.net/dor/20.1001.1. 17358779. 1400. 15.4. 4.5 [In Persian].
  3. 3.   Wen J, Wilkes GL. Organic/inorganic hybrid network materials by the sol− gel approach. Chem Mater. 1996; 8: 1667-1681. https://doi.org/10.1021/cm9601143.
  4. 4.   Camargo PH, Satyanarayana CKG, Wypych F. Nanocomposites: synthesis, structure, properties and new application opportunities. Mater Res. 2009; 12: 1-39. https://doi.org/10.1590/S1516-14392009000100002.  
  5. 5.   Ancy K, Bindhu MR, Bai JS, Gatasheh M K, Hatamleh A A, Ilavenil S. Photocatalytic degradation of organic synthetic dyes and textile dyeing waste water by Al and F co-doped TiO2 nanoparticles. Environ Res. 2022; 206: 112492-112500. https://doi.org/10.1016/j.envres.2021.112492.
  6. 6.   Zar M, Adibian E, Ghasemi E, Ashour F. Synthesis, Characterization, and Adsorptive Properties of Polyaniline@ MFe2O4 (M: Mg, Mn, Ni) Magnetic Nanocomposites. J Color Sci Tech. 2023; 17(2):93-110. https://dorl.net/dor/ 20.1001. 1.17358779. 1402.17.2.1.2 [In Persian].
  7. 7.   Sharma Y, Srivastava V. Separation of Ni(II) Ions from Aqueous Solutions by Magnetic Nanoparticles. J. Chem. Eng. Data. 2009; 55: 1441-1442. https://doi.org/10.1021/je900619d
  8. 8.   Chang YC, Chen DH. Adsorption Kinetics and Thermodynamics of Acid Dyes on a Carboxymethylated Chitosan-Conjugated Magnetic Nano-Adsorbent. Macro Bios. 2005; 5: 254- 261. https://doi.org/10.1002/mabi.200400153
  9. 9.   Teja AS, Koh PY. Synthesis, properties, and applications of magnetic iron oxide nanoparticles. Prog. Cryst. Growth. Ch. 2009; 55: 22-45. https://doi.org/10.1016/j.pcrysgrow. 2008. 08.003
  10. 10.Zhou J, Wu W, Caruntu D, Yu M, Martin A, Chen J, et al. Synthesis of Porous Magnetic Hollow Silica Nanospheres for Nanomedicine Application. J. Phys. Chem. C. 2007; 111: 17473-17477. https://doi.org/10.1021/jp074123i.
  11. 11.Barekat A, Shirkavand Hadavand B, Rayatzadeh A, Badri R. Modified calix[4] resorcinarenes oligomer as adsorbent in dye adsorption:investigation of optimal adsorption conditions. J Color Sci Tech. 2023;16(4):293-303. https://dorl.net/dor/20. 1001.1.17358779.1401.16.4.2.0  [In Persian].
  12. 12.Zohra B, Aicha K., Fatima S, Nourredine B, Zoubir D. Adsorption of Direct Red 2 on bentonite modified by cetyltrimethylammonium bromide. Che Eng J. 2008; 136: 295-305. https://doi.org/10.1016/j.cej.2007.03.086.
  13. 13.Shu HY, Chang M C, Chen C C, Chen P E. Using resin supported nano zero-valent iron particles for decoloration of Acid Blue 113 azo dye solution. J Haz Mat. 2010; 184: 499-505. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2010.08.064.
  14. 14.Joshi K M, Shrivastava V S. Removal of hazardous textile dyes from aqueous solution by using commercial activated carbon with TiO2 and ZnO as photocatalyst, Interl. J Chemtech Res. 2010; 2: 427-435.
  15. 15.Luo X, Wang C, Luo S. Dong R, Tu X, Zeng G. Adsorption of As (III) and As (V) from water using magnetite Fe3O4-reduced graphite oxide–MnO2 nanocomposites. Chem Eng J. 2012; 187: 45-52. https://doi.org/10.1016/j.cej.2012.01.073.
  16. 16.Barka N, Abdennouri M, Makhfouk ME. Removal of Methylene Blue and Eriochrome Black T from aqueous solutions by biosorption on Scolymus hispanicus L.: Kinetics, equilibrium and thermodynamics. J Taiwan.Inst Chem E 2011; 42: 320-326. https://doi.org/10.1016/j.jtice.2010.07.004
  17. 17.Ayodhya D, Veerabhadram G. A review on recent advances in photodegradation of dyes using doped and heterojun