تهیه سبز نانوذره‌های نقره بر پایه کلسیت با عصاره برگ گیاه بیدمشک و بررسی فعالیت کاتالیستی آن در حذف رنگ‌ها

محورهای موضوعی : شیمی تجزیه

اکبر رستمی ورتونی ¹ (استادیار شیمی معدنی، گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه قم، قم، ایران)
لیلا رستمی ² (. دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه قم، قم، ایران)

تاریخ دریافت : 1398/04/31 تاریخ پذیرش : 1398/12/01 تاریخ انتشار : 1399/06/01

کلید واژه: نانوچندسازه, نانوذره‌های نقره, تهیه سبز, بسترهای معدنی, حذف رنگ‌ها,

چکیده مقاله :

در این پژوهش، نانوذره‌های نقره (Ag NPs) با استفاده از عصاره برگ بیدمشک (Salix aegyptiaca) به‌عنوان عامل کاهنده و پایدارکننده، بر سطح نمونه معدنی کلسیت (CaCO3) قرار گرفتند. تبدیل یون‌های +Ag به Ag NPs در یک مدت کوتاه در دمای اتاق انجام شد. بستر کلسیت و نانوچندسازه نقره آن (Ag NPs/Calcite) با استفاده از روش‌های طیف‌سنجی فروسرخ تبدیل فوریه (FTIR)، فرابنفش-مریی (UV-Vis)، پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) کوپل‌شده با طیف‌سنجی تفکیک انرژی (EDS) و میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) شناسایی شدند. پیک‌های پهن بین450 تا 500 نانومتر در طیف‌های فرابنفش-مریی نانوذره‌های نقره و نانوچندسازه Ag NPs/Calcite به پلاسمای سطحی نانوذره‌های نقره نسبت داده می‌شود. با توجه به تصویر TEM، میانگین اندازه نانوذره‌های نقره بر سطح کلسیت حدود 11 نانومتر بود. در حضور نانوچندسازه Ag NPs/Calcite، واکنش کاهش کاتالیستی رنگ‌های متیل‌اورانژ (MO)، متیلن‌بلو (MB) و رودامین B(RhB) در زمان کوتاهی انجام شد و کاتالیست مورد نظر بدون از دست دادن قابل‎توجه فعالیتش، سه بار بازیابی شد.

چکیده انگلیسی:

In this work, Ag nanoparticles (Ag NPs) were immobilized on the surface of mineral calcite (CaCO3) using leaf extract of pussy willow (Salix aegyptiaca) as reducing and stabilizing agent. Conversion of Ag+ to Ag NPs was carried out within a few minutes at room temperature. The calcite and its Ag nanocomposite (Ag NPs/Calcite) were characterized by fourier transform infrared (FTIR), ultraviolet and visible spectroscopy (UV-Vis), X-ray powder diffraction (XRD) and field emission scanning electron microscope (FESEM) couplied with energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS or EDX), and transmission electron microscopy (TEM) techniques. The broad peaks between 450-500 nm in the UV-Vis spectrum of silver nanoparticles and Ag NPs/Calcite is assigned to a surface plasmon absorption. According to the TEM image, the average size of the Ag NPs on the surface of calcite surface was 11 nm. The Ag NPs/Calcite nanocomposite was used in the catalytic reduction reaction of methyl orange (MO), methylen blue (MB), and rhodamine B (RhB). The catalyst was reused three times without considerable loss in its activity.

منابع و مأخذ:

[1] Polshettiwar, V.; Varma, R.S.; Green Chemistry 5, 743-754, 2010.
[2] Nakamura, S.; Sato, M.; Sato, Y.; Ando, N.; Takayama, T.; Fujita, M.; Ishihara, M.; Int. J. Mol. Sci. 20, 3620-3638, 2019.
[3] Rostami-Vartooni, A.; Nasrollahzadeh, M.; Alizadeh, M.; Journal of Alloys and Compounds 680, 309-314, 2016.
[4] Tarannum, N.; Gautam, Y.K.; RSC Adv. 9, 34926-34948, 2019.
[5] Dong, X.Y.; Gao, Z.W.; Yang, K.F.; Zhang, W.Q.; Xu, L.W.; Catal. Sci. Technol. 5, 2554-2574, 2015.
[6] Nasrollahzadeh, M.; Sajadi, S.M.; Rostami-Vartooni, A.; Alizadeh, M.; Bagherzadeh, M.; J. Colloid. Interf. Sci. 466, 360-368, 2016.
[7] Nasrollahzadeh, M.; Atarod, M.; Jaleh, B.; Gandomi, M.; Ceram. Int. 42, 8587-8596, 2016.
[8] Nasrollahzadeh, M.; Maham, M.; Rostami-Vartooni, A.; Bagherzadeh, M.; Sajadi, S.M.; RSC Adv. 5, 64769-64780, 2015.
[9] Ramasamy, V.; Anand, P.; Suresh, G.; Advanced Powder Technology 29, 818-834, 2018.
[10] Khodadadi, B.; Journal of Applied Research in Chemistry (JARC) 12(1), 83-92, 2018.
[11] Siahpoosh, A.; Yazdanparast, R.; Jaberkhalafian, A.; Alikazemi, S.; Jundishapur. Sci Med J. 11(2), 185-192, 2012.
[12] Juanga, R.S.; Lin, S.H.; Hsueh, P.Y.; J. Hazard. Mater. 182, 820-826, 2010.
[13] Gupta, A.K.; Pal, A.; Sahoo, C.; Dyes and Pigments 69, 224-232, 2006.
[14] Nasrollahzadeh, M.; Atarod, M.; Sajadi, S.M.; Appl. Surf. Sci. 364, 636-644, 2016.
[15] Rostami-Vartooni, A.; Nasrollahzadeh, M.; Salavati-Niasari, M.; Atarod, M.; Journal of Alloys and Compounds 689, 15-20, 2016.
[16] Rostami-Vartooni, A.; Nasrollahzadeh, M.; Alizadeh, M.; J. Colloid Interf. Sci. 470, 268-275, 2016.
[17] Cheng, Y.; Wang, L.J.; Li, J.S.; Yang, Y.C.; Sun, X.Y.; Materials Letters, 59, 3427-3430, 2005.
[18] Zhironga, L.; Uddinb, M.A.; Zhanxue, S.; Spectrochim. Acta, Part A: Mol. Biomol. Spectrosc. 79, 1013-1016, 2011.
[19] Sternik, D.; Majdan, M.; Deryło-Marczewska, A.; Zukocinski, G.; Gladysz-Plaska, A.; Gun’ko, V.M.; Mikhalovsky S.V.; J. Therm. Anal. Calorim. 103, 607-615, 2011.
[20] Caglar, B.; Afsin, B.; Tabak, A.; Eren, E.; Chem. Eng. J. 149, 242-248, 2009.
[21] Junejoa, Y.; Sirajuddina, Baykalb, A.; Safdarc, M.; Baloucha, A.; Appl. Surf. Sci. 290, 499-503, 2014.
[22] Kumar, H.A.K.; Mandal, B.K.; Spectrochim. Acta A 130, 13-18, 2014.
[23] Gao, X.; Bi, M.; Shi, K.; Wu, W.; Chai, Z.; Applied Radiation and Isotopes 128, 311-317, 2017.
[24] Hayakawa, K.; Yoshimura, T.; Esumi, K.; Langmuir 19, 5517-5521, 2003.
[25] Xuan, S.; Wang, Y. X.J.; Yu, J.C.; Leung, K.C.F.; Langmuir 25(19), 11835-11843, 2009.
[26] Yang, X.; Zhong, H.; Zhu, Y.; Jiang, H.; Shen, J.; Huang J.; Li, C.; J. Mater. Chem. A 2, 9040-9047, 2014.
[27] Ai, L.; Zeng, C.; Wang, Q.; Catalysis Communications 14, 68-73, 2011.
[28] Liu, Z.Y.; Fu, G.T.; Zhang, L.; Yang, X.Y.; Liu, Z.Q.; Sun, D.M.; Xu, L.; Tang, Y.W.; Scientific Reports 6, 32402-32412, 2016.
[29] Sahoo, P.K.; Kumar, N.; Thiyagarajan, S.; Thakur, D.; Panda, H.S.; ACS Sustainable Chem. Eng. 6, 7475-7487, 2018.
[30] Liaoa, G.; Lib, Q.; Zhaob, W.; Pangb, Q.; Gaoa, H.; Xu, Z.; Applied Catalysis A: General 549, 102-111, 2018.
[31] Musa, A.; Ahmad, M.B.; Hussein, M.Z.; Saiman, M.I.; Sani, H.A.; Nanoscale Research Letters 11, 438- 451, 2016.
[32] Saikia, P.; Miah, A.T.; Das, P.P.; Chem. Sci. 129, 81-93, 2017.
[33] Ghosh, B.K.; Hazra, S.; Naik, B.; Ghosh, N.N.; Powder Technol. 269, 371-378, 2015.
[34] Zainal Abidin, A.; Abu Bakar, N.H.H.; Ng, E.P.; Tan, W.L.; Journal of Taibah University for Science 11, 1070-1079, 2017.

_||_