تهیه نانوچندسازه مغناطیسی مس برپایه نانو فیبریل سلولز و بررسی کاربرد کاتالیستی آن در کاهش رنگ ها
الموضوعات :فاطمه علیرمضانی 1 , حنانه حیدری 2
1 - دانشجو کارشناس ارشد شیمی معدنی، گروه شیمی، دانشکده فیزیک و شیمی، دانشگاه الزهرا (س)، تهران، ایران
2 - استادیار شیمی معدنی، گروه شیمی، دانشکده فیزیک و شیمی، دانشگاه الزهرا (س)، تهران، ایران
الکلمات المفتاحية: نانوذرات مس, فعالیت کاتالیستی, نانوفیبریل سلولز, آهن اکسید, رنگ‌های آلی,
ملخص المقالة :
در این پژوهش، نانو فیبریل سلولز (NFC) بهعنوان بستری سبز و زیستتخریبپذیر برای تهیه نانوچندسازه های مغناطیسی مس بدون افزودن عامل کاهنده خارجی یا حلال‌های سمی مورد استفاده قرار گرفت. در ابتدا، نانو فیبریل سلولز برای جداسازی آسان با کلریدهای آهن در محیط آمونیاکی، مغناطیسی شد. سپس، بهعنوان بستر و کاهنده برای تشکیل نانوذره های مس استفاده شد. ساختار نانوچندسازه باروش‌های طیفشناسی فروسرخ تبدیل فوریه (FTIR)، پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپی الکترونی پویشی (FESEM)، طیفشناسی تفکیک انرژی (EDS) و طیفسنجی نشری پلاسمای جفت شده القایی (ICP-OES) شناسایی شد. فعالیت کاتالیستی نمونه تهیهشده در کاهش رنگ‌های آلی بررسی شد. تأثیر خشکشدن نانوچندسازه در دستگاه خشک‌کن انجمادی و دمای محیط نیز در فعالیت کاتالیست تهیهشده مطالعه شدند. با توجه به نتیجه ها، مشاهده شد که کاتالیست جدید Fe3O4@NFC/Cu درمقایسه با سایر کاتالیست های گزارششده مس، فعالیت کاتالیستی قابلتوجهی را در کاهش سه رنگ آلی متیل نارنجی، متیلن بلو و 4-نیتروفنل بهترتیب با ثابت‌های سرعت s-1 5/41*10-2، 1/48*10-2، 1/35*10-2شان می‌دهد. همچنین، این کاتالیست بدون از دستدادن مقدار قابلتوجهی از فعالیتش تا 4 بار بازیابی و استفاده شد.
[1] Zhang, W.; Wang, X.; Zhang, Y.; Bochove, B.; Makila, E.; Seppala, J.; Xu, W.; Willfor, S.; Xu, C.; Sep. Purif. Technol. 242, 116523, 2020.
[2] Yu, K.; Yang, S.; Liu, C.; Chen, H.; Li, H.; Sun, C.; Boyd, S.; Environ. Sci. Technol. 46, 7318–7326, 2012.
[3] Neppolian, B.; Choi, H.C.; Sakthivel, S.; Arabindoo, B.; Murugesan, V.; J. Hazard. Mater. 89, 303–317, 2002.
[4] Kurtan, U.; Onuş, E.; Amir, M.; Baykal, A.; J. Inorg. Organomet. Polym. Mater. 25, 1120–1128, 2015.
[5] Rahbar Shamskar, K.; Heidari, H.; Rashidi, A.; Journal of Applied Researches In Chemistry (JARC) 11, 39-48, 2017.
[6] Benmassaoud, Y.; Villaseñor, M.J.; Salghi, R.; Jodeh, S.; Talanta 166, 63–69, 2018.
[7] Amiralian, N.; Mustapic, M.; Shahriar, M.; Wang, C.; Konarava, M.; Tang, J.; Na, J.; Lhan, A.; Rowan, A.; J. Hazard. Mater. 394, 122571, 2020.
[8] Zeng, Q.; Xu, J.; Hou, Y.; Li, H.; Du, C.; Jiang, B.; Shi, S.; J. Hazard. Mater. 407, 124828, 2021.
[9] Jiang, Y.; Wan, Y.; Jiang, W.; Tao, H.; Li, W.; Huang, S.; Chen, Z.; Zhao, B.; Chem. Eng. J. 367, 45–54, 2019.
[10] Ajmal, M.; Siddiq, M.; Al-Lohedan, H.; Sahiner, N.; RSC Adv. 4, 59562–59570, 2014.
[11] Minyukova, T.P.; Shtertser, N.V.; Khassin, A.A.; Plyasova, L.M.; Kustova, G.N.; Zaikovskii, V.I.; Shvedenkov, Yu. G.; Baronskaya, N.A.; Heuvel, J.C.; Kuznetsova, A.V.; Davydova, L.P.; Yur’eva, T.M.; Kinet. Catal.49, 821–830, 2008.
[12] Safajoo, B.A.; Mirjalili, B.B.; RSC Adv. 9, 1278–1283, 2019.
[13] Barua, S.; Das, G.; Aidew, L.; Buragohain, A.K.; Karak, N.; RSC Adv. 3, 14997–15004, 2013.
[14] Heidari, H.; Aliramezani, F.; ChemistrySelect. 6, 1-9, 2021.
[15] Peng, S.; Meng, H.; Ouyang, Y.; Chang, J.; Ind. Eng. Chem. Res. 53, 2106–2113, 2014.
[16] Musa, A.; Ahmad, M.B.; Hussein, M.Z.; Mohd Izham, S.; Shameli, K.; Abubakar Sani, H.; J. Nanomater. 2016, 1-7, 2016.
[17] Salehi, N.; Mirjalili, B.B.F.; RSC Adv. 48, 30303–30309, 2017.
[18] Jiang, C.; Oporto, G.; Cellulose 23, 713–722, 2016.
[19] Sahiner, N.; Sagbas, S.; Aktas, N.; RSC Adv. 5, 18183–18195, 2015.
[20] Mourya, M.; Choudhary, D.; Basak, K.; Shekhar, C.; ChemistrySelect. 3(10), 2882–2887, 2018.
[21] Li, W.H.; Yue, X.P.; Guo, C.S.; Lv, J.P.; Liu, S.S.; Zhang, Y.; Xu, J.; Appl. Surf. Sci. 335, 23–28, 2015.
[22] Heidari, H.; J. Clust. Sci. 29, 475–481, 2018.
[23] Nasrollahzadeh, M.; Atarod, M.; Sajadi, S.M.; Appl. Surf. Sci. 364, 636–644, 2016.
[24] Heidari, H.; Karbalaee, M.; Appl. Organomet. Chem. 33, e5070, 2019.
[25] Taghizadeh, A.; Moghadam, K.; J. Clean. Prod. 198, 1105–1119, 2018.
[26] Yang, K.;Yan, Y.; Wang, H.; Sun, Z.; Chen, W.; Kang, H.; Han, Y.; Zahng, W.; Suna, X.; Li, Z.; Nanoscale. 10, 17647–17655, 2018.
[27] Nasrollahzadeh, M.; Sajadi, S.M.; Hatamifard, A.; Appl. Catal. B Environ. 191, 209–227, 2016.
[28] Bian, T.; Zhang, J.; Wang, Z.; Wang, Z.; Liu, L.; Meng, J.; Zhao, J.; Cai, Q.; Wang, H.; Appl. Surf. Sci. 539, 148285-148293, 2021.
[29] Ahsan, M. A.; Jabbari, V.; El-Gendy, A.A.; Curry, M. L.; Noveron, J.C.; Appl. Surf. Sci. 497, 1436088-1436100, 2019.
[30] Wang, Z.; Zhai, S.; Zhai, B.; An, Q.; Eur. J. Inorg. Chem. 2015, 1692–1699, 2015.
[31] Bakre, P.V.; Kamat, D.P.; Mandrekar, K.S.; Tilve, S.G.; Ghosh, N.N.; Mol. Catal. 496, 111193- 111203, 2020.
_||_
[1] Zhang, W.; Wang, X.; Zhang, Y.; Bochove, B.; Makila, E.; Seppala, J.; Xu, W.; Willfor, S.; Xu, C.; Sep. Purif. Technol. 242, 116523, 2020.
[2] Yu, K.; Yang, S.; Liu, C.; Chen, H.; Li, H.; Sun, C.; Boyd, S.; Environ. Sci. Technol. 46, 7318–7326, 2012.
[3] Neppolian, B.; Choi, H.C.; Sakthivel, S.; Arabindoo, B.; Murugesan, V.; J. Hazard. Mater. 89, 303–317, 2002.
[4] Kurtan, U.; Onuş, E.; Amir, M.; Baykal, A.; J. Inorg. Organomet. Polym. Mater. 25, 1120–1128, 2015.
[5] Rahbar Shamskar, K.; Heidari, H.; Rashidi, A.; Journal of Applied Researches In Chemistry (JARC) 11, 39-48, 2017.
[6] Benmassaoud, Y.; Villaseñor, M.J.; Salghi, R.; Jodeh, S.; Talanta 166, 63–69, 2018.
[7] Amiralian, N.; Mustapic, M.; Shahriar, M.; Wang, C.; Konarava, M.; Tang, J.; Na, J.; Lhan, A.; Rowan, A.; J. Hazard. Mater. 394, 122571, 2020.
[8] Zeng, Q.; Xu, J.; Hou, Y.; Li, H.; Du, C.; Jiang, B.; Shi, S.; J. Hazard. Mater. 407, 124828, 2021.
[9] Jiang, Y.; Wan, Y.; Jiang, W.; Tao, H.; Li, W.; Huang, S.; Chen, Z.; Zhao, B.; Chem. Eng. J. 367, 45–54, 2019.
[10] Ajmal, M.; Siddiq, M.; Al-Lohedan, H.; Sahiner, N.; RSC Adv. 4, 59562–59570, 2014.
[11] Minyukova, T.P.; Shtertser, N.V.; Khassin, A.A.; Plyasova, L.M.; Kustova, G.N.; Zaikovskii, V.I.; Shvedenkov, Yu. G.; Baronskaya, N.A.; Heuvel, J.C.; Kuznetsova, A.V.; Davydova, L.P.; Yur’eva, T.M.; Kinet. Catal.49, 821–830, 2008.
[12] Safajoo, B.A.; Mirjalili, B.B.; RSC Adv. 9, 1278–1283, 2019.
[13] Barua, S.; Das, G.; Aidew, L.; Buragohain, A.K.; Karak, N.; RSC Adv. 3, 14997–15004, 2013.
[14] Heidari, H.; Aliramezani, F.; ChemistrySelect. 6, 1-9, 2021.
[15] Peng, S.; Meng, H.; Ouyang, Y.; Chang, J.; Ind. Eng. Chem. Res. 53, 2106–2113, 2014.
[16] Musa, A.; Ahmad, M.B.; Hussein, M.Z.; Mohd Izham, S.; Shameli, K.; Abubakar Sani, H.; J. Nanomater. 2016, 1-7, 2016.
[17] Salehi, N.; Mirjalili, B.B.F.; RSC Adv. 48, 30303–30309, 2017.
[18] Jiang, C.; Oporto, G.; Cellulose 23, 713–722, 2016.
[19] Sahiner, N.; Sagbas, S.; Aktas, N.; RSC Adv. 5, 18183–18195, 2015.
[20] Mourya, M.; Choudhary, D.; Basak, K.; Shekhar, C.; ChemistrySelect. 3(10), 2882–2887, 2018.
[21] Li, W.H.; Yue, X.P.; Guo, C.S.; Lv, J.P.; Liu, S.S.; Zhang, Y.; Xu, J.; Appl. Surf. Sci. 335, 23–28, 2015.
[22] Heidari, H.; J. Clust. Sci. 29, 475–481, 2018.
[23] Nasrollahzadeh, M.; Atarod, M.; Sajadi, S.M.; Appl. Surf. Sci. 364, 636–644, 2016.
[24] Heidari, H.; Karbalaee, M.; Appl. Organomet. Chem. 33, e5070, 2019.
[25] Taghizadeh, A.; Moghadam, K.; J. Clean. Prod. 198, 1105–1119, 2018.
[26] Yang, K.;Yan, Y.; Wang, H.; Sun, Z.; Chen, W.; Kang, H.; Han, Y.; Zahng, W.; Suna, X.; Li, Z.; Nanoscale. 10, 17647–17655, 2018.
[27] Nasrollahzadeh, M.; Sajadi, S.M.; Hatamifard, A.; Appl. Catal. B Environ. 191, 209–227, 2016.
[28] Bian, T.; Zhang, J.; Wang, Z.; Wang, Z.; Liu, L.; Meng, J.; Zhao, J.; Cai, Q.; Wang, H.; Appl. Surf. Sci. 539, 148285-148293, 2021.
[29] Ahsan, M. A.; Jabbari, V.; El-Gendy, A.A.; Curry, M. L.; Noveron, J.C.; Appl. Surf. Sci. 497, 1436088-1436100, 2019.
[30] Wang, Z.; Zhai, S.; Zhai, B.; An, Q.; Eur. J. Inorg. Chem. 2015, 1692–1699, 2015.
[31] Bakre, P.V.; Kamat, D.P.; Mandrekar, K.S.; Tilve, S.G.; Ghosh, N.N.; Mol. Catal. 496, 111193- 111203, 2020.
