استفاده از ضایع های آهن و سرباره فولاد برای تهیه زیستی نانوذره های آهن صفر ظرفیتی با روکش مغناطیسی
الموضوعات :
صابر موسی زاده
1
,
شهاب شریعتی
2
,
محمد یوسفی
3
,
سحر بنی یعقوب
4
,
حسن کفایتی
5
1 - دانشجوی دکتری گروه شیمی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
2 - استاد گروه شیمی، واحد رشت، دانشگاه آزاد اسلامی، رشت، ایران
3 - دانشیار گروه شیمی، دانشکده شیمی دارویی، علوم پزشکی تهران، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
4 - استادیار گروه شیمی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
5 - دانشیار گروه شیمی، واحد رشت، دانشگاه آزاد اسلامی، رشت، ایران.
الکلمات المفتاحية: پلی‌فنل, نانوذره های آهن صفر ظرفیتی, کاملیا سیننسیس, سرباره فولاد,
ملخص المقالة :
در پژوهش حاضر، یون‌های آهن با روش هضم شیمیایی از ضایع های آهن و سرباره فولاد تهیه شدند. و نانوذره های آهن صفر ظرفیتی (nZVI) از کاهش یون‌های آهن به دست آمده با عصاره گیاه کاملیا سیننسیس (چای) تهیه و با روکش مغناطیسی (Fe3O4) پوشش داده شدند. برای این منظور، عصاره برگ گیاه کاملیا سیننسیس با به کارگیری امواج ریزموج، به عنوان روشی دوست‌دار محیطزیست، استخراج و به عنوان کاهنده برای تهیه nZVI استفاده شد. در ادامه پوشش مگنتیت برای ایجاد ویژگی مغناطیسی بر هسته آهن صفر ظرفیتی نشانده شد. ویژگی و ریخت شناسی نانوذره های مغناطیسی تهیه شده با روش‌های پراش پرتو X (XRD)، میکروسکوپی الکترونی روبشی (SEM)، میکروسکوپی الکترونی عبوری (TEM) و طیف سنجی فروسرخ تبدیل فوریه (FTIR) بررسی شد. مساحت سطح ویژه و قدرت مغناطیسی نانوذره ها به ترتیب با هم دمای جذب و واجذب (BET) و مغناطیس‌سنجی نمونه ارتعاشی (VSM) به ترتیب در حد m2g-1 3/6 و emu g-1 6/5 تعیین شد. نتیجه ها تشکیل Fe3O4 را بر هسته نانوذره های آهن صفر ظرفیتی تایید کرد. میانگین قطر ذره های تهیه شده حدود 20 نانومتر به دست آمد. استفاده از منابع ضایع ها و سرباره و کاربرد عصاره گیاه به عنوان کاهنده، روش پیشنهادی را به عنوان روشی سبز و اقتصادی برای تهیه نانوساختار هسته-پوسته نانوذره های آهن صفر ظرفیتی با پوشش Fe3O4 معرفیمی کند.
[1] Huang, G.; Xiao, Z.; Zhen, W.; Fan, Y.; Zeng, C.; Li, C.; Water Res. 175, 115684, 2020.
[2] Moslehyani, A.; Ismail, A.F.; Matsuura, T.; Rahman, M.A.; Goh, P.S.; "Membrane Separation Principles and Applications", Elsevier, USA, 85-110, 2019.
[3] Miklos, D.B.; Remy, C.; Jekel, M.; Linden, K.G.; Drewes, J.E.; Hübner, U.; Water Res. 139, 118-31, 2018.
[4] Santhosh, C.; Velmurugan, V.; Jacob, G.; Jeong, S.; Grace, A.N.; Bhatnagar, A.; Chem. Eng. J. 306, 1116-37, 2016.
[5] Dąbrowski, A.; Adv. Colloid Interface Sci. 93, 135-224, 2001.
[6] Mohammed, A.; Isra’a S.; Environ. Technol. Innov. 10, 162-74, 2018.
[7] Chu, X.; Hou, Y.; " Magnetic Nanomaterials - Fundamentals, Synthesis and Applications", John Wiley & Sons, USA, 2017.
[8] Hasany, F.; Ahmed, I.; Jose, R.; Rehman, A.; J. Nanosci. Nanotechnol. 1(1), 1-11, 2011.
[9] Majidi, S.; Zeinali, F.; Farkhani, S.; Soleymani, M.; Akbarzadeh, A.; Artife Cell Nanomed. B 44, 722-34, 2016.
[10] Ken, DS.; Sinha, A.; Environ. Nanotechnol. Monit. Manag. 14, 100344, 2020.
[11] Stefaniuk, M.; Oleszczuk, P.; Ok, Y.; Chem. Eng. J. 287, 618-32, 2016.
[12] Thomas, C.; Rosales, J.; Polanco, J.; Agrela, F.; "New Trends in Eco-efficient and Recycled Concrete", Woodhead Publishing, UK, 169-90, 2019.
[13] Asi, I.; Qasrawi, H.; Shalabi, F.; J. Civ. Eng. 34, 902-11, 2007.
[14] Machado, S.; Pinto, S,; Grosso, JP.; Nouws, H.; Albergaria, J.; Delerue-Matos, C.; Sci. Total Environ. 445-446, 1-8, 2013.
[15] Plaza, M.; Domínguez-Rodríguez, G.; Castro-Puyana, M.; Marina, M.; "Polyphenols: Properties, Recovery, and Applications", Woodhead Publishing, UK, 177-232, 2018.
[16] Raftani Amiri Z.; Maddah, P.; J. Food Res., 25(3), 419-426, 2015.
[17] Astill, C.; Birch, M.; Dacombe, C.; Humphrey, P.; Martin, P.; Journal of Agricultural and Food Chemistry 49, 5340-7, 2001.
[18] Bucić-Kojić, A.; Planinić, M.; Tomas, S.; Bilić, M.; Velić, D.; Journal of Food Engineering 81, 236-42, 2007.
[19] Babu, B.; Rastogi, N.K.; Raghavarao, K.; Chemical Engineering and Processing 47, 83-9, 2008.
[20] Khan, M.; Abert-Vian, M.; Fabiano-Tixier, A.; Dangles, O.; Chemat, F.; Food Chem.119, 851-8, 2010.
[21] Spigno, G.; Faveri, D.; Journal of Food Engineering 93, 210-7, 2009.
[22] Alonso-Salces, R.; Korta, E.; Barranco, A.; Berrueta, L.; Gallo, B.; Vicente, F.; J Chromatogr A. 933, 37-43, 2001.
[23] Fiori, L.; de Faveri, D.; Casazza, A.; Perego, P.; CyTA-J. Food 7, 163-71, 2009.
[24] Zderic, A.; Zondervan, E.; Chem. Eng. Res. Des. 109, 586-92, 2016.
[25] Rofigari Haghighat, S.; Sabori Helestani, S.; Cheraghi, K.; Shokrgozar, S.A.T.; Journal of water and soil science; 13(47), 437-442, 2009.
[26] Li, D.; Jiang, J.; Int. J. Food Sci. Nutr. 61,837-45, 2010.
[27] Veerabhadraswamy, M.; Devaraj, T.; Jayanna, B.; Anal. Chem. Lett. 8, 757-68, 2018.
[28] Gottimukkala, K.; Harika, R.; Zamare, D.; J. Nanomed Biother. Discov. 7, 151, 2017.
[29] Mystrioti, C.; Sparis, D.; Papasiopi, N.; Xenidis, A.; Dermatas, D.; Chrysochoou, M.; Bulletin of environmental Contamination and Toxicology. 94, 302-7, 2015.
[30] Liu, A.; Liu, J.; Han, J.; Zhang, W-x.; J. Hazard Mater. 322, 129-35, 2017.
[31] Loh, K.S.; Yook Heng, L.; Musa, A.; Salmah, A.; Ishak, Z.; Sensors. 8, 2008.
[32] Shahwan, T.; Abu Sirriah, S.; Nairat, M.; Boyacı, E.; Eroğlu, A.E.; Scott, T.B.; Chem. Eng. J. 172, 258-66, 2011.
[33] Chang, P.; Yu, J.; Ma, X.; Anderson, D.; Carbohydr. Polym. 83, 640-4, 2011.
[34] Huang, L.; Luo, F.; Chen, Z.; Megharaj, M.; Naidu, R.; Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy 137, 154-9, 2015.
[35] Lowell, S.; Shields, J.E.; Thomas, M.A.; Thommes, M.; "Characterization of Porous Solids and Powders: Surface area, Pore size and Density", Springer Science & Business Media, Dordrecht, 2012.
[36] Sing, K.S.; Williams, R.T.; Adsorption Science & Technology 22, 773-82, 2004.
[37] Singh, R.; Misra, V.; Singh, R.P.; J. Nanopart. Res. 13.4063-73, 2011.
[38] Ma, M.; Zhang, Y.; Yu, W.; Shen, H.; Zhang, H.; Gu, N.; Cclloid Surface. A 212, 219-26, 2003.
[39] Aharoni, A.; Jakubovics J.; Philos. Mag. B 24, 1892-4, 1988.
[40] Nnadozie, E.C.; Ajibade, P.A.; Mater Lett. 263, 127145, 2020.
[41] Izadi, M.; Shahrabi, T.; Ramezanzadeh, B.; J. Ind. Eng. Chem. 57, 263-74, 2018.
_||_[1] Huang, G.; Xiao, Z.; Zhen, W.; Fan, Y.; Zeng, C.; Li, C.; Water Res. 175, 115684, 2020.
[2] Moslehyani, A.; Ismail, A.F.; Matsuura, T.; Rahman, M.A.; Goh, P.S.; "Membrane Separation Principles and Applications", Elsevier, USA, 85-110, 2019.
[3] Miklos, D.B.; Remy, C.; Jekel, M.; Linden, K.G.; Drewes, J.E.; Hübner, U.; Water Res. 139, 118-31, 2018.
[4] Santhosh, C.; Velmurugan, V.; Jacob, G.; Jeong, S.; Grace, A.N.; Bhatnagar, A.; Chem. Eng. J. 306, 1116-37, 2016.
[5] Dąbrowski, A.; Adv. Colloid Interface Sci. 93, 135-224, 2001.
[6] Mohammed, A.; Isra’a S.; Environ. Technol. Innov. 10, 162-74, 2018.
[7] Chu, X.; Hou, Y.; " Magnetic Nanomaterials - Fundamentals, Synthesis and Applications", John Wiley & Sons, USA, 2017.
[8] Hasany, F.; Ahmed, I.; Jose, R.; Rehman, A.; J. Nanosci. Nanotechnol. 1(1), 1-11, 2011.
[9] Majidi, S.; Zeinali, F.; Farkhani, S.; Soleymani, M.; Akbarzadeh, A.; Artife Cell Nanomed. B 44, 722-34, 2016.
[10] Ken, DS.; Sinha, A.; Environ. Nanotechnol. Monit. Manag. 14, 100344, 2020.
[11] Stefaniuk, M.; Oleszczuk, P.; Ok, Y.; Chem. Eng. J. 287, 618-32, 2016.
[12] Thomas, C.; Rosales, J.; Polanco, J.; Agrela, F.; "New Trends in Eco-efficient and Recycled Concrete", Woodhead Publishing, UK, 169-90, 2019.
[13] Asi, I.; Qasrawi, H.; Shalabi, F.; J. Civ. Eng. 34, 902-11, 2007.
[14] Machado, S.; Pinto, S,; Grosso, JP.; Nouws, H.; Albergaria, J.; Delerue-Matos, C.; Sci. Total Environ. 445-446, 1-8, 2013.
[15] Plaza, M.; Domínguez-Rodríguez, G.; Castro-Puyana, M.; Marina, M.; "Polyphenols: Properties, Recovery, and Applications", Woodhead Publishing, UK, 177-232, 2018.
[16] Raftani Amiri Z.; Maddah, P.; J. Food Res., 25(3), 419-426, 2015.
[17] Astill, C.; Birch, M.; Dacombe, C.; Humphrey, P.; Martin, P.; Journal of Agricultural and Food Chemistry 49, 5340-7, 2001.
[18] Bucić-Kojić, A.; Planinić, M.; Tomas, S.; Bilić, M.; Velić, D.; Journal of Food Engineering 81, 236-42, 2007.
[19] Babu, B.; Rastogi, N.K.; Raghavarao, K.; Chemical Engineering and Processing 47, 83-9, 2008.
[20] Khan, M.; Abert-Vian, M.; Fabiano-Tixier, A.; Dangles, O.; Chemat, F.; Food Chem.119, 851-8, 2010.
[21] Spigno, G.; Faveri, D.; Journal of Food Engineering 93, 210-7, 2009.
[22] Alonso-Salces, R.; Korta, E.; Barranco, A.; Berrueta, L.; Gallo, B.; Vicente, F.; J Chromatogr A. 933, 37-43, 2001.
[23] Fiori, L.; de Faveri, D.; Casazza, A.; Perego, P.; CyTA-J. Food 7, 163-71, 2009.
[24] Zderic, A.; Zondervan, E.; Chem. Eng. Res. Des. 109, 586-92, 2016.
[25] Rofigari Haghighat, S.; Sabori Helestani, S.; Cheraghi, K.; Shokrgozar, S.A.T.; Journal of water and soil science; 13(47), 437-442, 2009.
[26] Li, D.; Jiang, J.; Int. J. Food Sci. Nutr. 61,837-45, 2010.
[27] Veerabhadraswamy, M.; Devaraj, T.; Jayanna, B.; Anal. Chem. Lett. 8, 757-68, 2018.
[28] Gottimukkala, K.; Harika, R.; Zamare, D.; J. Nanomed Biother. Discov. 7, 151, 2017.
[29] Mystrioti, C.; Sparis, D.; Papasiopi, N.; Xenidis, A.; Dermatas, D.; Chrysochoou, M.; Bulletin of environmental Contamination and Toxicology. 94, 302-7, 2015.
[30] Liu, A.; Liu, J.; Han, J.; Zhang, W-x.; J. Hazard Mater. 322, 129-35, 2017.
[31] Loh, K.S.; Yook Heng, L.; Musa, A.; Salmah, A.; Ishak, Z.; Sensors. 8, 2008.
[32] Shahwan, T.; Abu Sirriah, S.; Nairat, M.; Boyacı, E.; Eroğlu, A.E.; Scott, T.B.; Chem. Eng. J. 172, 258-66, 2011.
[33] Chang, P.; Yu, J.; Ma, X.; Anderson, D.; Carbohydr. Polym. 83, 640-4, 2011.
[34] Huang, L.; Luo, F.; Chen, Z.; Megharaj, M.; Naidu, R.; Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy 137, 154-9, 2015.
[35] Lowell, S.; Shields, J.E.; Thomas, M.A.; Thommes, M.; "Characterization of Porous Solids and Powders: Surface area, Pore size and Density", Springer Science & Business Media, Dordrecht, 2012.
[36] Sing, K.S.; Williams, R.T.; Adsorption Science & Technology 22, 773-82, 2004.
[37] Singh, R.; Misra, V.; Singh, R.P.; J. Nanopart. Res. 13.4063-73, 2011.
[38] Ma, M.; Zhang, Y.; Yu, W.; Shen, H.; Zhang, H.; Gu, N.; Cclloid Surface. A 212, 219-26, 2003.
[39] Aharoni, A.; Jakubovics J.; Philos. Mag. B 24, 1892-4, 1988.
[40] Nnadozie, E.C.; Ajibade, P.A.; Mater Lett. 263, 127145, 2020.
[41] Izadi, M.; Shahrabi, T.; Ramezanzadeh, B.; J. Ind. Eng. Chem. 57, 263-74, 2018.
