ساخت ، مشخصه یابی و بررسی فرآیند حذف رنگ متیلن بلو توسط نانوذرات اکسید پروسکایت La0.9Sr0.1FeO3
الموضوعات : فصلنامه علمی - پژوهشی مواد نوین
1 - گروه شیمی، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران
2 - استادیار، گروه شیمی، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران
الکلمات المفتاحية: جذب سطحی, نانوپودر, پروسکایت, سل ژل, رنگ متیلن بلو,
ملخص المقالة :
در این پژوهش نانوپودر اکسید مضاعف از نوع پروسکایت با فرمول شیمیایی La0.9Sr0.1FeO3با استفاده از روش سل ژل یک بار با عامل کمپلکس ساز اسید سیتریک و بار دیگر با سورفکتانت ستیل تری متیل آمونیوم برمید (CTAB) در دمای ˚c 750 به مدت 6 ساعت سنتز گردید. برای مشخصه یابی کریستالی، مورفولوژی، سطح ویژه و اندازه دانه ای نانوذرات از یک سری آنالیزهای تجزیه ای مانند XRD ،SEM ، DLS،BET استفاده گردید. الگو پراش اشعه ایکس(XRD) نشان داد که بعد از عملیات تکلیس ، تنها فاز پروسکایت با ساختار مورد نظر تشکیل شده است. ترکیب بدست آمده توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مورد بررسی قرار گرفت و چگونگی مورفولوژی آنها و گستره سایز اندازه ذرات تحلیل گردید. در ادامه با آنالیز (DLS) مطالعه بر روی ریز ساختارهای نمونه انجام شد. در آنالیز (BET) بررسی میزان تخلخل نانوپودر صورت گرفت و قطر حفرات حدود 75 نانومتر بدست آمد. پس از شناسایی و مشخصه یابی پروسکایت سنتز شده با عامل (CTAB) به بررسی حذف رنگ متیلن بلو پرداخته شد. برای حذف رنگ پارامترهای مختلفی از جمله: زمان، غلظت جاذب، غلظت رنگ و pH مورد مطالعه قرار گرفتند. با بررسی و مقایسه درصدهای حذف و سنتیک جذب مشخص گردید که نانو پودر سنتز شده جاذبی مناسب برای حذف رنگ متیلن بلو می باشد.
References:
1- E. Shinn, A. Hubler, D. Lyon, M. G. Perdekamp, A. Bezryadin, and A. Belkin, “Nuclear energy conversion with stacks of graphene nanocapacitors,” Complexity, vol. 18, no. 3, pp. 24–27, 2013.
2-K. Eric Drexler, Engines of Creation,pp 37-50, 1986.
3 ع. سیم چی، آشنایی با نانوذرات ،خواص،روش های -
تولید و کاربرد، ص 265،1387 .
4- C.N.R . Rao, "The effects of lanthanide elements on the La/Sr sites," Annual
165 مجله مواد نوین/ جلد 9/شماره 3 / بهار 1398
Review of Physical Chemistry, no.40, pp. 291-326, 1989.
5-M.Darroudi, M.B.Ahmad, R.Zamiri, A.H.Abdullah, N.A. Lbrahim, K.Shameli, and M.Shahril Husin, “Preparation and characterization of gelatin mediated silver nanoparticles by laser ablation,” J. Alloys Compd, vol. 509, no. 4, pp. 1301–1304, 2011.
6 ا. سلیمانی، شیمی معدنی - 2 ، چاپ اول، تهران، نشر
پژوهشی نوآوران شریف، ص 489 ، 1389 .
7- M. Yazdanbakhsh, H. Tavakkoli, and S. M. Hosseini, “Electrical and optical properties of nanosized perovskite-type La0. 5Ca0. 5MO3 (M= Co, Ni) prepared using a sol-gel method,” South African J. Chem, vol. 64, pp. 71–78, 2011.
8- H. Tavakkoli and M. Yazdanbakhsh, “Fabrication of two perovskite-type oxide nanoparticles as the new adsorbents in efficient removal of a pesticide from aqueous solutions: Kinetic, thermodynamic, and adsorption studies’’ Micropor. Mesopor. Mater., vol. 176, pp. 86–94, 2013.
9- Y. Wang, J. Ren , Y.Wang, F. Zhang, X. Liu,and Y.Guo, “Nanocasted synthesis of mesoporous LaCoO3 perovskite with extremely high surface area and excellent activity in methane combustion,” J. Phys. Chem. C, vol. 112, no. 39, pp. 15293–15298,2008.
10- M. Yazdanbakhsh, H. Tavakkoli and S. M. Hosseini, “Characterization and evaluation catalytic efficiency of La0.5Ca0.5NiO3 nanopowders in removal of reactive blue 5 from aqueous solution’’Desalination, vol. 281, pp. 388-395, 2011.
11- J. Luo, P. Ye, M. Q. Li, and L. Y. Liu, “Effect of the alpha grain size on the deformation behavior during isothermal compression of Ti–6Al–4V alloy,” Mater. Des, vol. 88, pp. 32–40, 2015.
12 ص. ع . منافی ، م. رضایی کلج ، ص. جوقه دوست - و
ا. فرحبخش،" سنتز و بررسی خواص پروویسکیت
LaMno3 به روش حالت جامد،"مجله نانومواد،دوره 8 ،
شماره 27 ، ص 163 _ 169 ، پاییز 1395 .
13- M. S. Bernardo, T. Jardiel, M. Peiteado, A. C. Caballero, and M. Villegas, “Reaction pathways in the solid state synthesis of multiferroic BiFeO3,” J. Eur. Ceram. Soc, vol. 31, no. 16, pp. 3047–3053, 2011.
14- M. N. Sithole, B. Omondi, and P. G. Ndungu, “Synthesis and characterization of Ce0. 6Sr0. 4Fe0. 8Co0. 2O3–δ perovskite material: Potential cathode material for low temperature SOFCs,” J. Rare Earths, vol. 35, no. 4, pp. 389–397, 2017.
15- A. Kahoul, A. Hammouche, F. Naamoune, P. Chartier, G. Poillerat, and J. F. Koenig, “Solvent effect on synthesis of perovskite-type La1− xCaxCoO3 and their electrochemical properties for oxygen reactions,” Mater. Res. Bull, vol. 35, no. 12, pp. 1955–1966, 2000.
16-U. Megha, K. Shijina, and G. Varghese, “Nanosized LaCo0. 6Fe0. 4O3 perovskites synthesized by citrate sol gel auto combustion method,” Process. Appl. Ceram, vol. 8, no. 2, pp. 87–92, 2014.
17- F. Augusto, E. Carasek, R. G. C. Silva, S. R. Rivellino, A. D. Batista, and E. Martendal, “New sorbents for extraction and microextraction techniques,” J. Chromatogr. A, vol. 1217, no. 16, pp. 2533–2542, 2010.
18-S. J. Allen and B. Koumanova, “Decolourisation of water/wastewater using adsorption,” J. Univ. Chem. Technol. Metall, vol. 40, no. 3, pp. 175–192, 2005.
La0.9Sr0.1FeO 166 ساخت، مشخصه یابی و بررسی فرآیند حذف رنگ متیلن بلو توسط نانوذرات اکسید پروسکایت 3
19- V. K. Gupta, “Application of low-cost adsorbents for dye removal–a review,” J. Environ. Manage, vol. 90, no. 8, pp. 2313–2342, 2009.
20 اچ .زوتلینگر ، ع. خسروی، ک. قرنجیگ، س. مرادیان -
و م. حسین نژاد،" شیمی رنگ سنتز، خواص و کاربردهای
مواد رنگزا و پیگمنت های آلی،" چاپ اول،تهران، دانشگاه
صنعتی امیرکبیر، 1391 .
21 ا. حیدری، م. جعفری و ع. صفارتلوری،" سنتز و -
مشخصه یابی کامپوزیت های نانوکریستالی اکسیدروی با
سطح ویژه بالا نشانده شده در زمینه سیلیکا آلومینا به -
روش سل ژل،"مجله مواد نوین، دوره 4 ، شماره 13 ، ص 1 -
12 ، پاییز 1392 .
22 اس ای. دان، واکنشها و شناسایی جامدات، چاپ – -
اول. ترجمه ن.ارسلانی و م. قاسمیان خجسته، تهران،
نوپردازان، ص 231 ، 1388.
23- A. Obeydavi, K. Dastafkan, M. Rahimi, and M. A. Ghadam Dezfouli, “Insights into post-annealing and silver doping effects on the internal microstructure of ZnO nanoparticles through X-ray diffraction probe,” Solid State Sci, vol. 69, pp. 71–81, 2017.
24- D. McMullan, “Scanning electron microscopy 1928–1965,” Scanning, vol. 17, no. 3, pp. 175–185, 1995.
25- A. Bogner, P.-H. Jouneau, G. Thollet, D. Basset, and C. Gauthier, “A history of scanning electron microscopy developments: towards ‘wet-STEM’ imaging,” Micron, vol. 38, no. 4, pp. 390–401, 2007.
26 ز.شریعتی نیا، ط.رحیمی اقدم ،"مشخصه یابی نانو -
ساختارها از اصول تا تفسیر نتایج،"چاپ دوم ، تهران
،دانشگاه صنعتی امیرکبیر، 1396 .
27 ص . صادق حسنی و ل. سمیعی، "روش دینامیک -
تفرق نوری برای مطالعه اندازه نانوذرات،"ماهنامه فناوری
نانو، سال هفتم، شماره 130 ، مرداد 1387.
28- R. Xu, Particle characterization: light scattering methods, vol. 13. Springer Science & Business Media, 2001.
29- H.-J. Butt, H.-J. B. Butt, K. Graf, and M. Kappl, Physics and chemistry of interfaces. John Wiley & Sons, 2003.
30- T. P. Rao, P. Metilda, and J. M. Gladis, “Preconcentration techniques for uranium (VI) and thorium (IV) prior to analytical determination—an overview,” Talanta, vol. 68, no. 4, pp. 1047–1064, 2006.
31- V. Camel, “Solid phase extraction of trace elements,” Spectrochim. acta. Part B, At. Spectrosc, vol. 58, no. 7, pp. 1177–1233, 2003.
32- S. Nhatasha and S. Jaafar, “Adsorption study-Dye removal using clay.” Universiti Malaysia Pahang, 2006.
33- Y. B. C. Ani, “Adsorption Studies of Dyes using Clay-Based and Activated Carbon Adsorbents,” Univ. Sains Malaysia, 2004.
34- A. Kumar, B. Prasad, and I. M. Mishra, “Adsorptive removal of acrylonitrile by commercial grade activated carbon: kinetics, equilibrium and thermodynamics,” J. Hazard. Mater, vol. 152, no. 2, pp. 589–600, 2008.
35- H. Tavakkoli and F. Hamedi, “Synthesis of Gd 0.5 Sr 0.5 FeO 3 perovskite-type nanopowders for adsorptive removal of MB dye from water,” Res. Chem. Intermed, vol. 42, no. 4, pp. 3005–3027, 2016.
36- M. Cheng Shih, ‘’Kinetics of the batch adsorption of methylene blue from aqueous solutions onto rice husk: effect of acid-modified process and dye concentration’’Des. Water Treat., vol. 37, pp. 200-214, 2012.
167 مجله مواد نوین/ جلد 9/شماره 3 / بهار 1398
37- H. Zhu, M. Zhang, Y. Liu, L. Zhang and R. Han, “Study of congo red adsorption onto chitosan coated magnetic iron oxide in batch mode concentration’’ Des. Water Treat., vol. 37, pp. 46-54, 2012.
38- S. Langergren, and B. K. Svenska,‘’Zur theorie der sogenannten adsorption geloester stoffe’’. Veternskapsakad Handlingar, vol. 24, pp. 1-39, 1898.
