مدل سازی حذف مس از پساب صنایع آبکاری فلزات با استفاده از نانو جاذب اکسید روی تثبیت شده بر اکسید گرافن

محورهای موضوعی : مسائل زیست محیطی مرتبط با سامانه های آبی

مهین مرادی ¹ , سرور صادقی ² , سارا شریفی ³

1 - گروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی و مهندسی، واحد کرمانشاه، دانشگاه آزاد اسلامی، کرمانشاه، ایران.
2 - گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، واحد کرمانشاه، دانشگاه آزاد اسلامی، کرمانشاه، ایران.
3 - گروه زیست شناسی، دانشکده علوم پایه، واحد کرمانشاه، دانشگاه آزاد اسلامی، کرمانشاه، ایران.

تاریخ دریافت : 1402/06/12 تاریخ پذیرش : 1402/07/16 تاریخ انتشار : 1402/07/22

کلید واژه: اکسید گرافن, نانو اکسید روی, مس, نانوجاذب, پساب آبکاری فلزات,

چکیده مقاله :

یک نانوجاذب جدید با استفاده از نانوذرات اکسید روی تثبیت شده بر اکسید گرافن جهت جداسازی مس از پساب صنعت آبکاری تهیه شد. اکسید گرافن با روش اصلاح شده هامر تهیه شد و مورفولوژی سطح آن با طیف‌سنجی FTIR و میکروسکوپ الکترونی روبشیSEM مشخص شد. یک مطالعه سیستماتیک از فرآیند جذب با تغییر pH، غلظت اولیه مس، زمان تماس، دوز جاذب و دما انجام شد. نتایج تجربی نشان داد که حداکثر ظرفیت جذب با راندمان 77/89 درصد در pHبرابر با 7 زمانی بدست آمده است که 5/0 گرم جاذب به مدت 30 دقیقه درتماس با 200 میلی گرم در لیتر محلول مس در دمای 20 درجه سانتیگراد بوده است. نانوجاذب ظرفیت جذب بالایی در نمونه‌های پساب صنعتی شبیه‌سازی‌شده و واقعی نشان داد و در حذف تا 99 درصد مس از نمونه‌های صنعتی مؤثر بود. مطالعات ایزوترم، جنبشی و ترمودینامیکی جذب برای توضیح مکانیسم جذب انجام شد. فرآیند جذب مطابق با مدل‌های مرتبه دوم شبه و ایزوترم فروندلیخ است. بررسی‌های ترمودینامیکی نشان داد که جذب یون‌های مس روی ZnO/GO یک واکنش خودبه‌خودی و گرمازا با مقدار انتالپی برابر باJ mol -1 21/6361- بوده است. این مطالعه نشان داد که نانو ZnO/GO می تواند به عنوان یک نانوجاذب موثر، کم هزینه و سازگار با محیط زیست برای تصفیه پسابهای آبکاری استفاده شود.

چکیده انگلیسی:

A new nano adsorbent was prepared using zinc oxide nanoparticles supported on graphene oxide to separate copper from electroplating industry wastewater. Graphene oxide was synthesized via Hummer's modified method, and its surface morphology was characterized through FTIR spectroscopy and scanning electron microscopy (SEM). A systematic study of the adsorption process was conducted, varying pH, initial copper concentration, contact time, adsorbent dosage, and temperature. The experimental results revealed that the maximum adsorption capacity, with 89.77% efficiency, was achieved at a pH of 7 when 0.5 g of adsorbent was in contact with a 200 mg/L copper solution at 20°C for 30 minutes. The nano adsorbent exhibited a high adsorption capacity in both simulated and real industrial wastewater samples, effectively removing up to 99% of copper from industrial samples. Adsorption isotherm, kinetic, and thermodynamic studies were performed to elucidate the adsorption mechanism. The adsorption process followed pseudo-second-order models and the Freundlich isotherm. Thermodynamic studies indicated that the adsorption of copper ions on ZnO/GO was a spontaneous and exothermic reaction with an enthalpy of -6361.21 J/mol. This study demonstrates that nano ZnO/GO can be utilized as an effective, low-cost, and environmentally friendly nano adsorbent for electroplating wastewater treatment.

منابع و مأخذ:

Aydın, H., Bulut, Y., & Yerlikaya, Ç. (2008). Removal of copper (II) from aqueous solution by adsorption onto low-cost adsorbents. J. Environ. Manag. 87(1), 37-45. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2007.01.005
Balandin, A. A., Ghosh, S., Bao, W., Calizo, I., Teweldebrhan, D., Miao, F. & Lau, C. N. (2008). Superior thermal conductivity of single-layer graphene. Nano Lett., 8(3), 902-907. https://doi.org/10.1021/nl0731872
Barakat, M. A. (2011). New trends in removing heavy metals from industrial wastewater. Arab. J. Chem., 4(4), 361-377. https://doi.org/10.1016/j.arabjc.2010.07.019
Bertram, M., Graedel, T.E., Rechberger, H. & Spatari, S. (2002). The contemporary European copper cycle: waste management subsystem. Ecol. Econ., 42(1), 43-57. https://doi.org/10.1016/S0921-8009(02)00100-3
Chandra, V. & Kim, K. S. (2011). Highly selective adsorption of Hg 2+ by a polypyrrole–reduced graphene oxide composite. Chem. Commun., 47(13), 3942-3944. https://doi.org/10.1039/C1CC00005E
Deng, X., Lü, L., Li, H. & Luo, F. (2010). The adsorption properties of Pb (II) and Cd (II) on functionalized graphene prepared by electrolysis method. J. Hazard. Mater.,183(1), 923-930. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2010.07.117
Fiyadh, S.S., AlSaadi, M.A., Jaafar, W.Z., AlOmar, M.K., Fayaed, S.S., Mohd, N.S., & El-Shafie, A. (2019). Review on heavy metal adsorption processes by carbon nanotubes. J Clean Prod 230, 783–793. https://doi.org/10.1016/J.JCLEPRO.2019.05.154
Fu, F., & Wang, Q. (2011). Removal of heavy metal ions from wastewaters: a review. J. Environ. Manag., 92, 407-18. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2010.11.011
Gong, J. L., Wang, B., Zeng, G. M., Yang, C. P., Niu, C. G., Niu, Q. Y., , Zhou, W.J. & Liang, Y. (2009). Removal of cationic dyes from aqueous solution using magnetic multi-wall carbon nanotube nanocomposite as adsorbent. J. Hazard. Mater., 164(2), 1517-1522. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2008.09.072
Hu, J., Song, Z., Chen, L., Yang, H., Li, J. & Richards, R. (2010). Adsorption properties of MgO (111) nanoplates for the dye pollutants from wastewater. J. Chem. Eng. Data, 55(9), 3742-3748. https://doi.org/10.1021/je100274e
Humers, W. S. and Offeman, R. E. (1958). Preparation of graphitic oxide [J]. J. Am. Chem. Soc. 80(6), 1339. https://doi.org/10.1021/ja01539a017
Kaniyoor, A., Baby, T. T. & Ramaprabhu, S. (2010). Graphene synthesis via hydrogen induced low-temperature exfoliation of graphite oxide. J. Mater.Chem., 20(39), 8467-8469. https://doi.org/10.1039/C0JM01876G
Lee, C., Wei, X., Kysar, J. W. & Hone, J. (2008). Measurement of the elastic properties and intrinsic strength of monolayer graphene. Sci., 321(5887), 385-388. https://doi.org/10.1126/science.1157996
Li, Y., Du, Q., Liu, T., Qi, Y., Zhang, P., Wang, Z., & Xia, Y. (2011). Preparation of activated carbon from Enteromorpha prolifera and its use on cationic red X-GRL removal. Appl. Surf. Sci., 257(24), 10621-10627. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2011.07.060
Li, Y., Liu, F., Xia, B., Du, Q., Zhang, P., Wang, D., Wang, Z. & Xia, Y. (2010). Removal of copper from aqueous solution by carbon nanotube/calcium alginate composites. J. Hazard. Mater., 177(1), 876-880. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2009.12.114
Malamis, S., Katsou, E. & Haralambous, K.J. (2011). Study of Ni (II), Cu (II), Pb (II), and Zn (II) removal using sludge and minerals followed by MF/UF. Water, Air, & Soil Pollut., 218(1-4), 81-92. https://doi.org/10.1007/s11270-010-0625-4
Mattevi, C., Eda, G., Agnoli, S., Miller, S., Mkhoyan, K. A., Celik, O., Mastrogiovanni, D., Granozzi, G., Garfunkel, E. & Chhowalla, M. (2009). Evolution of electrical, chemical, and structural properties of transparent and conducting chemically derived graphene thin films. Adv. Funct. Mater., 19(16), 2577-2583. https://doi.org/10.1002/adfm.200900166
Nassar, N. N. (2010). Rapid removal and recovery of Pb (II) from wastewater by magnetic nano adsorbents. J. Hazard. Mater., 184(1), 538-546. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2010.08.069
Rafiq, Z., Nazir, R., Shah, M.R. & Ali, S. (2014). Utilization of magnesium and zinc oxide nano-adsorbents as potential materials for treatment of copper electroplating industry wastewater. J. Environ. Chem. Eng., 2(1), 642-651. https://doi.org/10.1016/j.jece.2013.11.004
Rao, C. E. E., Sood, A. E., Subrahmanyam, K. E. & Govindaraj, A. (2009). Graphene: the new two‐dimensional nanomaterial. Angew. Chem. Int. Ed., 48(42), 7752-7777. https://doi.org/10.1002/anie.200901678
Serag, E., El Nemr, A., & El-Maghraby, A. (2017). Synthesis of highly effective novel graphene oxide-polyethylene glycol-polyvinyl alcohol nanocomposite hydrogel for copper removal. J. Water Environ. Nanotechnol. 2, 223–234. https://doi.org/10.22090/JWENT.2017.04.001
Sulaiman, S., Azis, R.S., Ismail, I., et al. (2021). Adsorptive Removal of Copper (II) Ions from Aqueous Solution Using a Magnetite Nano-Adsorbent from Mill Scale Waste: Synthesis, Characterization, Adsorption and Kinetic Modelling Studies. Nanoscale Res Lett 16, 168. https://doi.org/10.1186/s11671-021-03622-y
Sreeprasad, T. S., Maliyekkal, S. M., Lisha, K. P. & Pradeep, T. (2011). Reduced graphene oxide–metal/metal oxide composites: facile synthesis and application in water purification. J. Hazard. Mater., 186(1), 921-931. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2010.11.100
Vasudevan, S. & Lakshmi, J. (2012). The adsorption of phosphate by graphene from aqueous solution. Rsc Adv., 2(12), 5234-5242. https://doi.org/10.1039/C2RA20270K
Zhang, N., Qiu, H., Si, Y., Wang, W. & Gao, J. (2011). Fabrication of highly porous biodegradable monoliths strengthened by graphene oxide and their adsorption of metal ions. Carbon., 49(3), 827-837. https://doi.org/10.1016/j.carbon.2010.10.024
Zhang, J., Lin, S., Han, M., Qing, Su., Xia, L., & Hui, Z. (2020). Adsorption Properties of Magnetic Magnetite Nanoparticle for Coexistent Cr (VI) and Cu (II) in Mixed Solution. Water, 12, 446–459. https://doi.org/10.3390/w12020446

متن کامل:



Technical Strategies in Water Systems https://sanad.iau.ir/journal/tsws ISSN (Online): 2981-1449 Autumn 2023: Vol 1, Issue 2, 101-113 https://doi.org/10.30486/TSWS.2023.783193

 

Research Article

 

Modeling of copper removal from electroplating industry wastewaters

using zinc oxide nano adsorbent supported on graphene oxide

 

Mahin Moradi1, Soroor Sadeghi*2, Sara Sharifi3

 

1 Department of Chemical Engineering, College of Engineering, Kermanshah Branch, Islamic Azad University, Kermanshah, Iran.

2 Department of Chemistry, College of Basic Sciences, Kermanshah Branch, Islamic Azad University, Kermanshah, Iran.

3 Department of Biology, College of Basic Sciences, Kermanshah Branch, Islamic Azad University, Kermanshah, Iran.

 

*Corresponding Author email: [e-mail]

© The Author)s( 2023 

 

Received: 03 Sept 2023

Accepted: 08 Oct 2023

Published: 14 Oct 2023

 

Abstract

A new nano adsorbent was prepared using zinc oxide nanoparticles supported on graphene oxide to separate copper from electroplating industry wastewater. Graphene oxide was synthesized via Hummer's modified method, and its surface morphology was characterized through FTIR spectroscopy and scanning electron microscopy (SEM). A systematic study of the adsorption process was conducted, varying pH, initial copper concentration, contact time, adsorbent dosage, and temperature. The experimental results revealed that the maximum adsorption capacity, with 89.77% efficiency, was achieved at a pH of 7 when 0.5 g of adsorbent was in contact with a 200 mg/L copper solution at 20°C for 30 minutes. The nano adsorbent exhibited a high adsorption capacity in both simulated and real industrial wastewater samples, effectively removing up to 99% of copper from industrial samples. Adsorption isotherm, kinetic, and thermodynamic studies were performed to elucidate the adsorption mechanism. The adsorption process followed pseudo-second-order models and the Freundlich isotherm. Thermodynamic studies indicated that the adsorption of copper ions on ZnO/GO was a spontaneous and exothermic reaction with an enthalpy of -6361.21 J/mol. This study demonstrates that nano ZnO/GO can be utilized as an effective, low-cost, and environmentally friendly nano adsorbent for electroplating wastewater treatment.

Keywords: Graphene oxide, Nano zinc oxide, Copper, Nano-adsorbent, Electroplating wastewater

 

مقاله پژوهشی

 

مدل­سازی حذف مس از پساب صنایع آبکاری فلزات با استفاده از نانو جاذب اکسید روی تثبیت شده بر اکسید گرافن

مهین مرادی1، سرور صادقی2*، سارا شریفی3

 

1. گروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی و مهندسی، واحد کرمانشاه، دانشگاه آزاد اسلامی، کرمانشاه، ایران.

2. گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، واحد کرمانشاه، دانشگاه آزاد اسلامی، کرمانشاه، ایران.

3. گروه زیست شناسی، دانشکده علوم پایه، واحد کرمانشاه، دانشگاه آزاد اسلامی، کرمانشاه، ایران.

*ایمیل نویسنده مسئول: [e-mail]

© The Author)s( 2023 

 

چاپ: 22/07/1402

پذیرش: 16/07/1402

دریافت: 12/06/1402

              چکیده

یک نانوجاذب جدید با استفاده از نانوذرات اکسید روی تثبیت شده بر اکسید گرافن جهت جداسازی مس از پساب صنعت آبکاری تهیه شد. اکسید گرافن با روش اصلاح شده هامر تهیه شد و مورفولوژی سطح آن با طیف‌سنجی FTIR و میکروسکوپ الکترونی روبشیSEM مشخص شد. یک مطالعه سیستماتیک از فرآیند جذب با تغییر pH، غلظت اولیه مس، زمان تماس، دوز جاذب و دما انجام شد. نتایج تجربی نشان داد که حداکثر ظرفیت جذب با راندمان 77/89 درصد در  pHبرابر با 7 زمانی بدست آمده است که 5/0 گرم جاذب به مدت 30 دقیقه درتماس با 200 میلی گرم در لیتر محلول مس در دمای 20 درجه سانتیگراد بوده است. نانوجاذب ظرفیت جذب بالایی در نمونه‌های پساب صنعتی شبیه‌سازی‌شده و واقعی نشان داد و در حذف تا 99 درصد مس از نمونه‌های صنعتی مؤثر بود. مطالعات ایزوترم، جنبشی و ترمودینامیکی جذب برای توضیح مکانیسم جذب انجام شد. فرآیند جذب مطابق با مدل‌های مرتبه دوم شبه و ایزوترم فروندلیخ است. بررسی‌های ترمودینامیکی نشان داد که جذب یون‌های مس روی ZnO/GO یک واکنش خودبه‌خودی و گرمازا با مقدار انتالپی برابر باJ mol -1  21/6361- بوده است. این مطالعه نشان داد که نانو ZnO/GO می تواند به عنوان یک نانوجاذب موثر، کم هزینه و سازگار با محیط زیست برای تصفیه پسابهای آبکاری استفاده شود.

کلمات کلیدی: اکسید گرافن، نانو اکسید روی، مس، نانوجاذب، پساب آبکاری فلزات

1- مقدمه 

پساب­های صنعتی حاوی فلزات سنگین به دلیل تنوع مسیرهای ورود از صنایع و همچنین افزایش جمعیت رو به افزایش است. فلزات سنگین بسیار سمی و تجزیه ناپذیر بوده و در محیط زیست پایدار هستند و توانایی تجمع در اندام‌ها را داشته وکیفیت آب ها را تحت تاثیر قرار داده­اند. روش‌های حذف یون‌های فلزی از محلول‌های آبی عمدتاً شامل فناوری‌های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی است. فن آوری­های مرسوم مانند رسوب شیمیایی، انعقاد آهک، استخراج با حلال، فیلتراسیون غشایی، اسمز معکوس و تبادل یونی، برای حذف یون­های فلزات سنگین از پساب­های صنعتی استفاده می­شود (Rafiq et al., 2014; Sulaiman et al., 2021). با این حال، این فناوری‌های مرسوم به دلیل استفاده از مواد غیر قابل احیا، هزینه بالا، نیاز به معرف و انرژی بالا و تولید لجن سمی گران هستند یا در حذف کامل فلزات دارای معایب خاصی هستند. مس دارای طیف گسترده­ای از کاربردهای صنعتی مانند آبکاری، معدن، برق و الکترونیک، تولید آهن و فولاد، صنعت فلزات غیرآهنی، صنایع چاپ و عکاسی، فرآیندهای فلزکاری است. با افزایش فرایندهای صنعتی، مصرف مس به شدت افزایش یافته است و مقداری که وارد جریان های پسماند می­شود و در نتیجه آلودگی آب­های طبیعی را نیز به دنبال دارد(Bertram et al., 2002; Sulaiman et al., 2021). اثرات سمی و سرطان زایی مس به خوبی ثابت شده است و این اثرات در نتیجه ماهیت توان تجمعی زیستی آن­ها که این سموم را وارد زنجیره غذایی می­کند چندین برابر می­شود (Malamis et al., 2011).

در بین روش­های حذف مس از پساب­های صنعتی، جذب به دلیل سادگی روش، راندمان بالا، به حداقل رساندن لجن‌های شیمیایی، بازسازی جاذب‌ها و هزینه کم با قدرت انتخاب جاذب یکی از کاربردی‌ترین و مطالعه ‌شده‌ ترین روش‌ها است(Fu & Wang 2011; Rafiq et al. 2014, Zhang et al., 2020). جاذب مناسب باید دارای ویژگی­های سطح ویژه بالا، حجم تخلخل قابل دسترس برای مولکول‌های جاذب و بازسازی و بازیابی آسان جاذب باشد. استفاده از ضایعات کشاورزی، کربن‌های فعال، زئولیت‌ها، خاک رس و بسیاری از مواد دیگر به‌عنوان جاذب توسط محققان مورد بررسی قرار گرفته‌اند، اما این مواد یا دارای راندمان جذب پایینی هستند یا زمانی که برای تصفیه پساب‌های صنعتی واقعی استفاده می‌شوند، چندان مؤثر نیستند (Aydin et al., 2008). برای حل این مسئله، تمرکز بر استفاده از نانومواد به عنوان جاذب‌های بالقوه برای حذف فلزات سنگین معطوف شد، زیرا آن­ها پتانسیل جذب بهتری به دلیل مساحت سطح بالا، خواص الکتریکی و مغناطیسی دارند (Barakat 2011). بنابراین، نانومواد به طور کلی می­توانند ظرفیت جذب بسیار بالایی داشته باشند و مقرون به صرفه باشند.

 مواد کربنی مانند کربن فعال (Li et al., 2011)، نانولوله­های کربنی (Fiyadh et al., 2019) و کامپوزیت­های آن­ها (Gong et al., 2009, Li et al., 2010) بیشترین کاربرد را به عنوان نانو جاذب دارند (Li et al., 2011). اخیراً، گرافن و اکسید گرافن به عنوان جاذب برای حذف آلاینده‌های مختلف از محلول‌های آبی مورد استفاده قرار گرفتند و ظرفیت جذب بالا و سینتیک مناسب و سرعت جذب سریع را نشان دادند (Chandra & Kim 2011; Deng et al., 2010; Serag et al., 2017; Vasudevan & Lakshmi 2012; Zhang et al., 2011). گرافن و کامپوزیت­های آن به دلیل ماهیت دو بعدی منحصر به فرد و ساختار مرتبط (Rao et al., 2009) و خواص الکترونیکی (Mattevi et al., 2009) و مکانیکی (Lee et al., 2008) و تحرک عالی حامل های بار و هدایت حرارتی بالا (Balandin et al., 2008) بسیار کارآمد هستند. مهمترین و پرکاربردترین کاربرد گرافن و اکسید گرافن در پاکسازی و تصفیه آلاینده­های محیطی است (Vasudevan & Lakshmi 2012)، و به دلیل سطح ویژه بالا و ساختار دو بعدی برای طراحی کامپوزیت­های مبتنی بر گرافن عملکرد بسیار خوبی برای حذف آلاینده­های خطرناک نشان دادند (Zhang et al., 2011). به عنوان مثال، کامپوزیت­های اکسید گرافن احیا شده (RGO)-MnO2 برای حذف یون­های فلزی از آب سنتز شده­اند(Sreeprasad et al., 2015). گرافن مورد استفاده برای طراحی کامپوزیت معمولاً به شکل احیا شده از اکسید گرافن (GO) تهیه شده توسط اکسیداسیون گرافیت است. RGO به طور طبیعی تمایل به تجمع غیرقابل بازگشت دارد و بصورت لایه­هایی انباشته می­شوند، یا از طریق برهمکنش واندروالس به سطح گرافیت متصل می­شود (Fu et al., 2015; Zhang et al., 2020) گرافن اکساید یک سیستم به شدت اکسیژن دار بوده و گروه­های عاملی حاوی اکسیژن صفحات پایه کربنی و همچنین مکان­های لبه صفحات گرافنی را اشغال می­کند. صفحات پایه عمدتا توسط گروه­های OH به همراه برخی دیگر از گروه­های حاوی اکسیژن اشغال می­شوند در حالی که گروه­های COOH عموما در لبه­ها یافت می­شوند (Kaniyoor et al., 2010).

هدف از این تحقیق تصفیه پساب­های صنعت آبکاری مس با نانوجاذب نانو ZnO/GO  کم هزینه و با پتانسیل جذب بسیار بالاتر و در نتیجه حذف تقریباً کامل مس از پساب می­باشد. در این مطالعه، خواص جذب نانو ذرات اکسید روی تثبیت شده بر روی GO از طریق بررسی پارامترهای تجربی، مانند pH، دوز جاذب، زمان تماس، غلظت و دما مورد بررسی قرار گرفت. پارامترهای ایزوترم جذب، جنبشی و ترمودینامیکی از نتایج تجربی برآورد شد.

2- مواد و روش­‌ها

2-1- مواد شیمیایی

سولفات مس (CuSO4)، کلرید هیدروژن، هیدروکسید سدیم، اسید سولفوریک، پرمنگنات پتاسیم و پراکسید هیدروژن از Merck (آلمان) خریداری شد. گرافیت (متوسط قطر ذرات <20 میکرومتر)، از سیگما آلدریچ خریداری شد. نانوذرات ZnO دارای خلوص: 5/99٪، APS20 نانومتر، SSA برابر باm2/g 50، مورفولوژی تقریبا کروی، چگالی (g/cm) 606/5 می­باشند.

2-2- تهیه و شناسایی ساختار اکسید گرافن

اکسید گرافن با استفاده از روش هامر اصلاح شده تهیه شد (Humers & Offeman, 1958). در این روش، 125 میلی‌لیتر اسید سولفوریک غلیظ در یک فلاسک حاوی پودر گرافیت (5 گرم) اضافه شده و سپس KMnO4 (5/17 گرم) به آرامی در دمای صفر درجه سانتیگراد اضافه شد. مخلوط به مدت 3 ساعت در دمای 35 درجه سانتی گراد به هم زده شد و سپس با  آب در دمای نزدیک به صفر درجه سانتی­گراد رقیق شد. پس از آن، H2O2 (30 درصد حجمی در آب) به مخلوط اضافه شد تا حباب زدن گاز کامل شود. پودر اکسید گرافن (GO) با سانتریفیوژ محلول جمع آوری شد و متعاقباً تحت خلاء در دمای 80 درجه سانتی­گراد به مدت 24 ساعت خشک شد. مورفولوژی و ساختار GO توسط SEM (MIRA TESCAN SEM) مشخص شد. طيف FTIR GO از 400 تاcm-1  4000 بر روي دستگاه Bruker- FTIR (Germany)  مدل ALPHA (در محل آزمایشگاه تحقیقاتی دانشگاه) انجام شد.

 

2-3- تثبیت نانو ذرات اکسید روی بر اکسید گرافن

برای سنتز کامپوزیت ZnO/GO، 5/0 میلی‌گرم نانو اکسید روی در 50 میلی‌لیتر آب با سونیکاسیون 30 دقیقه‌ای حل شد، سپس 10 میلی‌لیتر مخلوط اکسید گرافن (1 میلی‌گرم بر میلی‌لیتر) به محلول اضافه شد. پس از 1 ساعت هم زدن، کامپوزیت سانتریفیوژ شد، شسته و در دمای 80 درجه سانتی گراد به مدت 24 ساعت خشک شد (Zhang et al., 2011). مورفولوژی سطح نمونه­ها با میکروسکوپ الکترونی روبشی و طیف FTIR آنالیز شد.

2-4- جذب مس توسط کامپوزیت نانو ذرات روی تثبیت شده بر گرافن اکساید

برای بررسی قابلیت جذب جاذب، آزمایش­ها با قرار دادن وزن معینی از جاذب در 25 میلی لیتر محلول آبی مس انجام شد. محلول در طول آزمایش به صورت مغناطیسی روی میله همزن مغناطیسی هم زده شد. سپس در یک بازه زمانی مشخص، سوسپانسیون خارج شد و با سانتریفیوژ جدا شد. سپس میزان باقیمانده یون مس در نمونه­های محلول آزمایشگاهی به کمک روش اندازه­گیری جذب نوری UV-Vis توسط طیف سنج نوری Varian (USA)  مدل Cary 100 Bio (در محل آزمایشگاه تحقیقاتی دانشگاه) اندازه گیری شد. برای اندازه­گیری تغییر غلظت از جذب یون مس در طول موج 324 نانومتر استفاده شد. مقدار جذب یون مس با رابطه زیر محاسبه شد:

(1)

که M جرم جاذب بر حسب گرم است، V حجم محلول­های یون فلز بر حسب L و C0 و Ce به ترتیب غلظت اولیه و تعادلی بر حسب میلی­گرم در لیتر هستند. منحنی استاندارد با استفاده از محلول­های استاندارد مس ترسیم شد.

3- نتایج و بحث

1-3- شناسایی ساختار و مورفولوژی سطح جاذب

شکل‌گیری GO و نانو ZnO/GO توسط طیف‌سنجی FTIR تأیید شد. شکل 1 قسمت a طیف FTIR اکسید گرافن را نشان می‌دهد، همانطور که انتظار می‌رفت، طیف GO سیگنال‌هایی را در 55/3358، 55/1728 و 35/1628، 1288 و 04/1175 و 96/1068،cm-1  81/1007 به ترتیب مربوط به کشش ارتعاشی OH،  C=O از گروه کربوکسیلیک، C─O از گروه اپوکسی و C─O از گروه آلکوکسی، نشان می­دهد. مشاهده می­شود که این پیک­ها شدت نسبتاً کمتری در طیف کامپوزیت ZnO/GO نشان داده یا در مواردی ناپدید شده­اند (شکل 1قسمت b). طیفcm-1 71/3380 نشان می­دهد که می­تواند به عنوان کشش ارتعاش OH که شدت کمتری دارد نسبت داده شود. علاوه بر این، این طیف همچنین دو پیک مشخص برای ZnO در 7/1517 وcm-1  9/1391 را نشان می‌دهد. این پیک­ها در طیف GO مشاهده نشدند، که نشان دهنده عملکرد موفقیت آمیز سطحی گرافن اکساید است.

 

شکل1. (a) طیف FTIR اکسید گرافن، (b) طیف FTIR اکسید روی تثبیت شده بر اکسید گرافن

 

Fig 1. (a) FT-IR spectrum of GO, (b) FT-IR spectrum of nano ZnO/GO

شکل 2 مورفولوژی GO سنتز شده و اکسید روی تثبیت شده بر اکسید گرافن با روش هامر اصلاح شده را نشان می­دهد. مطابق شکل ب، ZnO/GO مورفولوژی کاملاً متفاوتی در مقایسه با GO دارد، نانوذرات ZnO شکل خوشه‌ای تجمع یافته را نشان می‌دهند و روی سطح صفحه­ای GO دیده می‌شوند. در سطح کامپوزیت، می‌توان توزیع یکنواخت نانوذرات اکسید روی را مشاهده نمود.

شکل 2. (a) تصویر SEM از اکسید گرافن، (b) تصویر SEM از نانو جاذب ZnO/GO

 

Fig 2. (a) SEM images of GO, (b) SEM images of ZnO/GO nano-adsorbent

3-2- مطالعات جذب مس توسط کامپوزیت

مطالعات جذب مس بوسیله نانوجاذب با استفاده از نمونه­های شبیه سازی شده انجام شد. پنج پارامتر برای حداکثر جذب یون­های فلزی بهینه شدند. به منظور ارزیابی اثر غلظت اولیه مس، آزمایش‌هایی در غلظت‌های اولیه متفاوت از 50 تا 200 میلی‌گرم در لیتر انجام شد. از جدول 1، مشخص است که مقدار فلز جذب شده در هر گرم جاذب (qt) با افزایش غلظت یون فلزی جذب شده به مقدار جاذب موجود، افزایش می­یابد.

جدول 1. اثر غلظت اولیه بر جذب  مس، زمان تماس 30 دقیقه، مقدار نانو جاذب 1/0 گرم، دما 20درجه سانتیگراد، pH=7

Table 1. Effect of initial concentration on copper adsorption by 0.1 g nano-adsorbent

Temperature was 20 ͦ C and pH=7.

غلظت اولیه  (mg.L-1)	دوز جاذب  (g)	زمان تماس  (min)	غلظت باقیمانده  (mg.L-1)	ظرفیت جذب (mg.g-1)
50	1/0	30	523/29	120/5
100	1/0	30	420/31	145/17
150	1/0	30	320/33	170/29
200	1/0	30	434/42	391/39

 تغییر در جذب یون‌های مس بر ZnO/GO  به عنوان تابعی از زمان تماس در دمای اتاق مورد مطالعه قرار گرفت. برای این منظور 1/0 گرم از جاذب در تماس با 25 میلی­لیتر محلول یون مس (II) برای زمان­های مختلف تماس 30-120 دقیقه، به منظور دستیابی به تعادل و رسیدن به زمان تماس بهینه استفاده شد. جدول 2 روند جذب Cu(II) روی نانوجاذب­های ZnO/GO را برای زمان­های تماس مختلف نشان می­دهد و مشاهده شد که تعادل در 60 دقیقه به دست آمد اما جذب اولیهmg.g-1  391/39 در 30 دقیقه اول سریع بوده است که به آرامی بهmg.g-1  262/40 افزایش می­یابد.

جدول 2.  اثر زمان تماس بر جذب مس، غلظت اولیه فلز 200 (mg/L)، مقدار جاذب 1/0 گرم؛ دما 20 درجه سانتیگراد و pH=7

Table 2. Effect of contact time on copper adsorption, Initial concentration of copper solutions was 200 (mg/L),

temperature was 20 ͦ C, adsorbent dosage was 0.1 g, and pH=7

 

زمان تماس  (min)	دوز جاذب  (g)	غلظت باقیمانده  (mg.L-1)	ظرفیت جذب (mg.g-1)	t/qt	log (qe-qt)
30	1/0	434/42	391/39	762/0	-060/0
60	1/0	737/39	067/40	497/1	-710/0
90	1/0	517/39	120/40	243/2	-848/0
120	1/0	950/38	262/40	980/2	te

این نتیجه را می‌توان به جذب سریع یون‌ها در سطح بزرگ کامپوزیت ZnO/GO نسبت داد که با افزایش زمان تماس اشغال می‌شود و با نزدیک شدن به تعادل باعث کاهش سرعت می‌شود. سرعت حذف فلز در ابتدا زیاد است زیرا سطح بزرگتر جاذب برای جذب فلز در دسترس است، اما پس از رسیدن به تعادل، حذف فلز نیز کند می­شود زیرا سطح جاذب توسط فلز استفاده می­شود. مدل‌های سینتیکی برای بررسی نتایج به‌دست‌آمده از نظر سرعت جذب Cu (II) روی نانوجاذب‌ ZnO/GO استفاده شد. داده­های بدست آمده با معادله شبه مرتبه اول (PFO) و شبه مرتبه دوم بررسی شدند. جدول ب پارامترهای مربوط به این دو معادله را نمایش می­دهد و پردازش داده‌ها برای جذب یون‌های مس در ZnO/GO نشان می‌دهد که مدل شبه مرتبه دوم به خوبی مطابقت دارد. بنابراین جذب مس (II) روی نانوجاذب از سینتیک مرتبه دوم شبه پیروی کرد و دخالت فرآیند جذب شیمیایی را در تعیین سرعت آن مشخص می­نماید، همچنین سینتیک‌های شبه مرتبه دو نشان می‌دهند که میزان اشغال سایت‌های فعال نانو جاذب به تعداد مجذور مکان‌های فعال اشغال نشده روی سطح نانوجاذب مرتبط است. دوز جاذب پارامتر مهمی است که بر جذب یون­های فلزی تأثیر می­گذارد. مقادیر مختلفی از جاذب­ها در حجم یکسانی از محلول یون فلزی در pH، زمان تماس و دمای ثابت در نظرگرفته شد تا دوز جاذب بهینه به دست آید. مطابق با جدول 3 جذب مس (II) با افزایش دوز جاذب به دلیل افزایش تعداد محل جذب افزایش می‌یابد، اما مقدار مس جذب شده در هر گرم نانوجاذب  qe، با افزایش دوز جاذب کاهش می‌یابد. جذب بسیار سریع بر روی سطح جاذب منجر به غلظت کمتر جاذب در محلول می­شود و هنگامی که غلظت جاذب در محلول کمتر است، مکان­های جذب جاذب غیر اشباع باقی می­مانند، بنابراین با افزایش دوز جاذب، مقدار مس جذب شده در واحد وزن جاذب کاهش می­یابد (Hu et al. 2010).

جدول 3. اثر میزان جاذب بر جذب مس، غلظت اولیه فلز 200 (mg/L)، زمان تماس 30 دقیقه، دما 20 درجه سانتیگراد و pH=7

Table 3. Effect of adsorbent dosage on copper adsorption, Initial concentration of copper solutions was 200 (mg/ L), the contact time was 30 min, the temperature was 20 ͦ C, and the pH=7

دوز جاذب  (g)	غلظت اولیه  (mg.L-1)	غلظت باقیمانده  (mg.L-1)	ظرفیت جذب (mg.g-1)	راندمان جذب (%)
1/0	200	434/42	391/39	78/78
2/0	200	268/36	466/20	87/81
3/0	200	158/32	987/13	92/83
4/0	200	047/27	809/10	98/85
5/0	200	458/20	977/8	77/89

شکل3 نشان دهنده مقایسه دو مدل ایزوترم لانگمویر و فروندلیخ است. با توجه به میزان ضریب همبستگی محاسبه شده از این نمودارها، مشخص شده است که مدل ایزوترم فروندلیخ توصیف کننده فرایند جذب مس توسط نانو جاذب ZnO/GO است. مدل ایزوترم فروندلیخ یک معادله تجربی است که بر اساس جذب سطحی روی سطح ناهمگن یا جذب سطحی بر روی سطح­های  حاوی مکان‌هایی فعال با تمایل­های مختلف برای جذب است. فرض بر این است که ابتدا محل اتصال قوی‌تر توسط جذب شونده اشغال می‌شود و با افزایش اشغال محل­های فعال، قدرت اتصال جذب شونده کاهش می‌یابد.

شکل3. (a) مدل ایزوترم لانگمویر و (b) مدل ایزوترم فروندلیخ برای جذب مس بوسیله نانو جاذب ZnO/GO

 

Fig 3. (a) Langmuir isotherm model, and (b) Freundlich isotherm model for adsorption of copper ions on ZnO/GO nano-adsorbent

در فرآیند جذب، دما نقش بسیار مهمی ایفا می­کند زیرا پساب­ها در دماهای مختلف در صنایع مختلف خارج می­شوند. برای بررسی اثر دما بر جذب فلز روی نانو جاذب، 5/0 گرم جاذب اجازه داده شد تا در تماس با 25 میلی­لیترمحلول یون فلز مس برای زمان­های تماس بهینه با تغییر دما از 20 تا 80 درجه سانتیگراد باقی بماند. جدول 4 نشان دهنده این است که جذب یون­ها با افزایش دما کاهش می­یابد، زیرا جذب یون­های مس روی نانوجاذب یک فرآیند گرمازا است. در این مطالعه بیشترین مقدار qe به میزان 72/39 میلی­گرم بر گرم با میزان حذف 77/89 درصد در 293 کلوین رسید.

جدول 4. اثر دما بر جذب مس توسط کامپوزیت و پارامترهای ترمودینامیکی، غلظت اولیه فلز 200 (mg/L)، دوز جاذب 5/0 گرم ، زمان تماس 30 دقیقه، و pH=7

Table 4. Effect of temperature on copper adsorption, initial concentration of copper solutions was 200 (mg/L), the adsorbent dosage was 0.5 g, the contact time was 30 min, and pH=7

دما (K)	غلظت باقیمانده  (mg.L-1)	ثابت تعادل  Kc	Ln Kc	∆G (J.mol-1)	1/T (K-1)
293	458/20	776/8	172/2	-99/5290	0034/0
313	466/26	557/6	881/1	-89/4894	0032/0
333	820/27	189/6	823/1	-53/5046	0030/0
353	577/30	541/5	712/1	-45/5024	0028/0

رفتار ترمودینامیکی جذب یون‌های مس بر ZnO/GO با پارامترهای ترمودینامیکی، تغییر انرژی آزاد گیبس (G∆)، آنتالپی (H∆) و آنتروپی (S∆) ارزیابی شد. این پارامترها با استفاده از معادلات 2و3 محاسبه شدند:

                                                                                                                          (2)

                                                                                                                   (3)

 

که در آن KC ثابت تعادل، R ثابت گاز ایده­آل وT دمای جذب بر حسب کلوین است. مقدار منفی G∆ ماهیت خود به خودی جذب را نشان می­دهد. این مطلب که جذب در دماهای پایین­تر راندمان بهتری دارد علاوه بر گرمازا بودن فرایند جذب نشان دهنده مزیت دیگر این نانوجاذب در جذب مس است که علی­رغم بسیاری از جاذب­های شیمیایی نیاز به تنظیم دماهای بالا و صرف انرژی و زمان برای افزایش راندمان وجود ندارد.

تغییر آنتالپی (ΔH = -6361.21 J.mol-1) و تغییر آنتروپی (S = 3.99 J.mol-1K-1∆) از شیب و عرض از مبدا نمودارهای خطی وانت هاف در شکل ج به دست آمد. مقدار منفی تغییر آنتالپی نشان می­دهد که فرآیند جذب طبیعت گرمازا دارد و مقادیر منفی تغییر آنتروپی کاهش تصادفی بودن رابط محلول را در طول جذب یون­های مس روی جاذب نشان می­دهد.

 

 

شکل 4. دیاگرام ترمودینامیکی جذب مس بوسیله نانو جاذب ZnO/GO

 

Fig 4. Thermodynamic diagram for copper adsorption by ZnO/GO nano-adsorbent

 

pH محلول فلزی یکی از مهم­ترین پارامترهای کنترل کننده فرآیند جذب یون است. برای بررسی این اثر، یک سری آزمایش با استفاده از محلول­های مس، با غلظت 200 میلی­گرم در لیتر و در شرایط بهینه بدست آمده از قبل، با pH اولیه در محدوده 4-7 انجام شد و نتایج در شکل 4 ارائه شده است. ظرفیت جذب با pH در محدوده اسیدی افزایش می‌یابد و به حداکثر راندمان حذف 77/89 درصد در pH برابر با 7 می‌رسد. به دلیل رسوب فلز، و پس از 7، مقدار بیشتری نمی‌توان ثبت کرد. در حالی که در pH پایه، افزایش در محل‌های بار مثبت رخ می‌دهد که نیروهای دافعه الکترواستاتیکی بین سطح یون‌های جاذب و فلزات را افزایش می‌دهد، بنابراین نتیجه آن کاهش جذب یون‌های فلزات است (Nassar 2010). در مقایسه با برخی جاذب­ها که در میزان­های اسیدی یا قلیایی کارایی بهتری دارند، این مطلب که pH بهینه عملکرد جاذب مورد نظر در نزدیکی pH خنثی است مزیت بسیار مهمی از نکته نظر عملکرد پذیری، سرعت عمل و عدم نیاز به تنظیم pH در بسیاری از موارد است.

شکل 5. اثر pH  بر جذب مس بوسیله نانو جاذب ZnO/GO

 

Fig 5. Effect of pH on copper adsorption by ZnO/GO nano-adsorbent

3-3- مطالعات جذب  مس از نمونه حقیقی پساب صنعتی

پس از بهینه­سازی پارامترها، نانوجاذب تهیه شده برای نمونه پساب صنایع آبکاری فلزات مورد استفاده قرار گرفت. غلظت مس نمونه قبل و بعد از عملیات جذب بررسی شد. نتایج به‌دست‌آمده به اندازه نمونه‌های شبیه‌سازی‌شده مؤثر بود. درصد راندمان حذف به دست آمده 95/99 درصد بوده است.

4- نتیجه‌گیری

مطالعه حاضر به استفاده از نانوذرات اکسید روی و تثبیت آن­ها بر روی اکسید گرافن به عنوان یک نانوجاذب موثر برای حذف مس (II) از پساب صنایع آبکاری فلزات می‌پردازد. گرافن با استفاده از روش اصلاح شده هامر با موفقیت تهیه شده است. در مقایسه با جاذب­های گران قیمت با ظرفیت جذب محدود، روش تهیه ساده نانوجاذب ZnO/GO ، فرایند جذب آسان و سریع مس و ظرفیت بالای جاذب از مزایای این روش است. فرآیند جذب از سینتیک مرتبه دوم پیروی می­کند، که نشان می­دهد جذب یک فرآیند کنترل کننده شیمیایی است. مدل ایزوترم فروندلیچ جذب سطحی مس را روی سطح ناهمگن حاوی مکان‌هایی فعال برای جذب تایید کرده است. بررسی‌های ترمودینامیکی نشان داد که واکنش جذب یک واکنش خودبه‌خود و گرمازا بود. نانوجاذب ظرفیت جذب بالایی را در نمونه‌های شبیه‌سازی شده و نمونه حقیقی پساب صنعتی نشان داد. بر اساس این روش، فرآیند جذب آسان و ظرفیت جذب بالا، کامپوزیت نانو ZnO/GO یک روش جداسازی ساده و سازگار با محیط زیست برای حذف آلاینده‌های یون فلزی از سیستم‌های آبی و پساب­های صنعتی ارائه می‌کند.         

5- سپاسگزاری

 این مطالعه در دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرمانشاه انجام شد که بدینوسیله مورد تقدیر و تشکر قرار می­گیرد.

6- تضاد منافع نویسندگان

نویسندگان این مقاله اعلام می‌دارند که هیچ تضاد منافعی در رابطه با نویسندگی و یا انتشار این مقاله ندارند.

7- منابع

Aydın, H., Bulut, Y., & Yerlikaya, Ç. (2008). Removal of copper (II) from aqueous solution by adsorption onto low-cost adsorbents. Journal of Environmental Management, 87(1), 37-45. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2007.01.005

Balandin, A. A., Ghosh, S., Bao, W., Calizo, I., Teweldebrhan, D., Miao, F. & Lau, C. N. (2008). Superior thermal conductivity of single-layer graphene. Nano Letters, 8(3), 902-907. https://doi.org/10.1021/nl0731872

Barakat, M. A. (2011). New trends in removing heavy metals from industrial wastewater. Arabian Journal of Chemistry, 4(4), 361-377. https://doi.org/10.1016/j.arabjc.2010.07.019

Bertram, M., Graedel, T.E., Rechberger, H. & Spatari, S. (2002). The contemporary European copper cycle: waste management subsystem. Ecological Economics, 42(1), 43-57. https://doi.org/10.1016/S0921-8009(02)00100-3

Chandra, V. & Kim, K. S. (2011). Highly selective adsorption of Hg 2+ by a polypyrrole–reduced graphene oxide composite. Chemical Communication, 47(13), 3942-3944. https://doi.org/10.1039/C1CC00005E

Deng, X., Lü, L., Li, H. & Luo, F. (2010). The adsorption properties of Pb (II) and Cd (II) on functionalized graphene prepared by electrolysis method. Journal of Hazardous Materials, 183(1), 923-930. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2010.07.117

Fiyadh, S.S., AlSaadi, M.A., Jaafar, W.Z., AlOmar, M.K., Fayaed, S.S., Mohd, N.S., & El-Shafie, A. (2019). Review on heavy metal adsorption processes by carbon nanotubes. Journal of Cleaner Production, 230, 783–793. https://doi.org/10.1016/J.JCLEPRO.2019.05.154

Fu, F., & Wang, Q. (2011). Removal of heavy metal ions from wastewaters: a review. Journal of Environmental Management, 92, 407-18. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2010.11.011

Gong, J. L., Wang, B., Zeng, G. M., Yang, C. P., Niu, C. G., Niu, Q. Y., , Zhou, W.J. & Liang, Y. (2009). Removal of cationic dyes from aqueous solution using magnetic multi-wall carbon nanotube nanocomposite as adsorbent. Journal of Hazardous Materials, 164(2), 1517-1522. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2008.09.072

Hu, J., Song, Z., Chen, L., Yang, H., Li, J. & Richards, R. (2010). Adsorption properties of MgO (111) nanoplates for the dye pollutants from wastewater. Journal of Chemical & Engineering Data, 55(9), 3742-3748. https://doi.org/10.1021/je100274e

Humers, W. S. & Offeman, R. E. (1958). Preparation of graphitic oxide [J]. Journal of the American Chemical Society, 80(6), 1339. https://doi.org/10.1021/ja01539a017

Kaniyoor, A., Baby, T. T. & Ramaprabhu, S. (2010). Graphene synthesis via hydrogen induced low-temperature exfoliation of graphite oxide. Journal of Materials Chemistry, 20(39), 8467-8469. https://doi.org/10.1039/C0JM01876G

Lee, C., Wei, X., Kysar, J. W. & Hone, J. (2008). Measurement of the elastic properties and intrinsic strength of monolayer graphene. Science, 321(5887), 385-388. https://doi.org/10.1126/science.1157996

Li, Y., Du, Q., Liu, T., Qi, Y., Zhang, P., Wang, Z., & Xia, Y. (2011). Preparation of activated carbon from Enteromorpha prolifera and its use on cationic red X-GRL removal. Applied Surface Science, 257(24), 10621-10627. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2011.07.060

Li, Y., Liu, F., Xia, B., Du, Q., Zhang, P., Wang, D., Wang, Z. & Xia, Y. (2010). Removal of copper from aqueous solution by carbon nanotube/calcium alginate composites. Journal of Hazardous Materials, 177(1), 876-880. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2009.12.114

Malamis, S., Katsou, E. & Haralambous, K.J. (2011). Study of Ni (II), Cu (II), Pb (II), and Zn (II) removal using sludge and minerals followed by MF/UF. Water, Air, & Soil Pollution, 218(1-4), 81-92. https://doi.org/10.1007/s11270-010-0625-4

Mattevi, C., Eda, G., Agnoli, S., Miller, S., Mkhoyan, K. A., Celik, O., Mastrogiovanni, D., Granozzi, G., Garfunkel, E. & Chhowalla, M. (2009). Evolution of electrical, chemical, and structural properties of transparent and conducting chemically derived graphene thin films. Advanced Functional Materials, 19(16), 2577-2583. https://doi.org/10.1002/adfm.200900166

Nassar, N. N. (2010). Rapid removal and recovery of Pb (II) from wastewater by magnetic nano adsorbents. Journal of Hazardous Materials, 184(1), 538-546. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2010.08.069

Rafiq, Z., Nazir, R., Shah, M.R. & Ali, S. (2014). Utilization of magnesium and zinc oxide nano-adsorbents as potential materials for treatment of copper electroplating industry wastewater. Journal of Environmental Chemical Engineering, 2(1), 642-651. https://doi.org/10.1016/j.jece.2013.11.004

Rao, C. E. E., Sood, A. E., Subrahmanyam, K. E. & Govindaraj, A. (2009). Graphene: the new two‐dimensional nanomaterial. Angewandte Chemie International Edition, 48(42), 7752-7777. https://doi.org/10.1002/anie.200901678

Serag, E., El Nemr, A., & El-Maghraby, A. (2017). Synthesis of highly effective novel graphene oxide-polyethylene glycol-polyvinyl alcohol nanocomposite hydrogel for copper removal. Journal of Water and Environment Nanotechnolgy, 2, 223–234. https://doi.org/10.22090/JWENT.2017.04.001

Sulaiman, S., Azis, R.S., Ismail, I., et al. (2021). Adsorptive Removal of Copper (II) Ions from Aqueous Solution Using a Magnetite Nano-Adsorbent from Mill Scale Waste: Synthesis, Characterization, Adsorption and Kinetic Modelling Studies. Nanoscale Research Letters, 16, 168. https://doi.org/10.1186/s11671-021-03622-y

Sreeprasad, T. S., Maliyekkal, S. M., Lisha, K. P. & Pradeep, T. (2011). Reduced graphene oxide–metal/metal oxide composites: facile synthesis and application in water purification. Journal of Hazardous Materials, 186(1), 921-931. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2010.11.100

Vasudevan, S. & Lakshmi, J. (2012). The adsorption of phosphate by graphene from aqueous solution. Rsc Advanced., 2(12), 5234-5242. https://doi.org/10.1039/C2RA20270K

Zhang, N., Qiu, H., Si, Y., Wang, W. & Gao, J. (2011). Fabrication of highly porous biodegradable monoliths strengthened by graphene oxide and their adsorption of metal ions. Carbon, 49(3), 827-837. https://doi.org/10.1016/j.carbon.2010.10.024

Zhang, J., Lin, S., Han, M., Qing, Su., Xia, L., & Hui, Z. (2020). Adsorption properties of magnetic magnetite nanoparticle for coexistent Cr (VI) and Cu (II) in Mixed Solution. Water, 12, 446–459. https://doi.org/10.3390/w12020446

101

 

---