تهیه سبز و درجا گرافن اکسید GO-Cu-BTC در شرایط بدون حلال و با روش مکانوشیمیایی و بررسی ویژگی سینتیکی و هم‌دما حذف کادمیم

محورهای موضوعی : شیمی تجزیه

حمیده حمزه علی ¹ (استادیار شیمی تجزیه، واحد تهران شرق (قیامدشت)، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران)
سارا مشکوری ² (دکترای شیمی آلی، پژوهشگر واحد مرکز رشد دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران)
بهشته سهرابی نظری ³ (دانشیار شیمی فیزیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران)
محمدرضا نعیمی جمال ⁴ (استاد شیمی آلی، دانشگاه علم وصنعت ایران، تهران، ایران)
لیلا پناهی ⁵ (دکترای شیمی آلی، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران)

تاریخ دریافت : 1398/08/01 تاریخ پذیرش : 1398/11/01 تاریخ انتشار : 1399/06/01

کلید واژه: سینتیک, کادمیم, GO-Cu-BTC, بازده حذف, هم‌دما جذب,

چکیده مقاله :

دراین پژوهش، نانوچندسازه گرافن اکسید-مس-1و3و5-بنزن‎تری‎کربوکسیلات (GO-Cu-BTC) به روش سبز، درجا، شرایط بدون حلال و با روش مکانوشیمیایی بدون نیاز به خالص‌سازی ساخته شد. با به‎کارگیری پراش پرتو ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) ساختار نانوچندسازه را تایید شد. در راستای بررسی کاربرد نانوچندسازه که در شرایط سبز تهیه شد، حذف فلز سنگین کادمیم مورد بررسی قرار گرفت. در این پژوهش، بررسی سینتیکی و هم‌دما برای حذف فلز انجام و غلظت یون‌های کادمیم با استفاده از دستگاه جذب اتمی اندازه‌گیری شد. نتایج نشان داد که ظرفیت جذب کادمیم با جاذب نانوچندسازه به عامل‎هایی مانند pH و زمان تماس واکنش وابسته است. نتایج نشان داد که داده‌های هم‌دما از مدل لانگمویر پیروی می‌کنند. در این بررسی، مشخص شد که نانوچندسازه GO-Cu-BTC توانایی بالایی برای حذف کادمیم دارد و می‌تواند به‌عنوان یک جاذب موثر به‎کارگرفته شود. برپایه شرایط بهینه، 6 میلی‌گرم از نانوچندسازه، 94 % کادمیم محلول در آب را در pH برابر با 8 حذف می‌کند.

چکیده انگلیسی:

In this research, GO-Cu-BTC nanocomposite was prepared at the green, in situ under solvent-free by using the mechanical method without purification. XRD and FESEM demonstrated the structure of nanocomposite. In order to investigate the application of the nanocomposites synthesized in green conditions, cadmium heavy metal removal was studied. Here, kinetic and isotherm studies of metal removal were performed and the concentration of cadmium ions was measured by atomic absorption spectrometry. The results showed that the adsorption capacity of the cadmium by the nanocomposite adsorbent was dependent on parameters such as pH and reaction time. Optimal conditions showed that 6 mg of nanocomposite removed 94% of water-soluble cadmium at pH 8. The results showed that the isotherm data followed the Langmuir model. In this study, it is found that GO-Cu-BTC has a high ability to adsorb cadmium and can be used as a low-cost adsorbent.

منابع و مأخذ:

[1] Cho, S.J.; Rhee, D.K.; Pyo, S.; J. Nutrition 22, 1177–1184, 2006.
[2] Holan, Z.; Volesky, B.; Biotechnol. Bioeng. 43, 1001-1009, 1994.
[3] Abtahi, M.; Mesdaghinia, A.; Saeedi, R.; Nazmara, S.; Desalin water treat 51, 3224-3229, 2013.
[4] Naddafi, K.; Rastkari, N.; Nabizadeh, R.; Saeedi, R.; Gholami, M.; Sarkhosh M.; Desalin Water Treat 57, 89-99, 2016.
[5] Gupta,V.K.; Ali, I.; J. Colloid Interface Sci. 28, 271-321, 2004.
[6] Ghaneian, M.T.; Ehrampoush, M.H.; jamshidi, B.; Soudaiezadeh,H; Askarishahi, M.; Dehvari, M.; ChemPhysChem 15, 205-211, 2013.
[7] Dąbrowski, A.; Adv. Colloid Interface Sci, 93,135-224, 2001.
[8] Ahuja, P.; Gupta, R.; Saxena, R.; Process Biochem. 34, 81- 85, 1999.
[9] Hao, L.; Song, H.; Zhang, L.;Wan, X.; Tang, Y.; J. Colloid Interface Sci. 369, 381–387, 2012.
[10] Bae, J.; Lee, E.J.; Jeong, N.C.; Chem. Commun. 54, 6458, 2018.
[11] Xiang, Z.; Yang, W.; Cao, D.; Int. J. Hydrogen Energy 37, 946, 2012.
[12] Borzou, A.; Kalbasi, M.; Hoodaji, M.; Abdouss, M.; Mohammadi, A.; Pelagia Research Library 4(2), 136-142, 2014.
[13] Vishnyakov, A.; Ravikovitch, P.I.; Neimark, A.V.; Nano Lett. 3, 713, 2003.
[14] Krawiec, P.; Kramer, M.; Sabo, M.; Kunschke, R.; Adv. Eng, Mater.8, 293, 2006.
[15] Lamia, N.; Jorge, M.; Granato , M.A.; Chem.Eng. Sci. 6, 3240, 2009.
[16] Li, H.; Cao, X.; Zhang, C.; Yu, Q.; Zhao, Z.; Niu, X.; Sun, X.; Liu, Y.; Ma, L.; Li, Z.; RSC Adv. 7, 16273–16281, 2017.
[17] Lian, X.; Yan, B.A.; RSC Adv. 6, 11570–11576, 2016.
[18] Yu, S.; Wang, J.; Song, S.; Sun,; Li, K.J.; Wang, X.G.; Chen, Z.S.; Wang, X.; Sci. China Chem. 60(3), 415-422, 2017.
[19] Zhang, Y.; Liu, J.W.; Chen, X.W.; Wang, J.H.; J. Mater. Chem. B. 3, 983–989, 2007.
[20] Dey, R.S.; Hajra, S.; Sahu, R.K.; Raj, C.R.; Panigrahi, M.K.; Chem. Commun. 48, 1787–1789, 2012.
[21] Ahmed, I.; Khan, N.A.; Hasan, Z.; Jhung, S.H.; J. Hazard. Mater. 37, 250–251, 2013.
[22] Ruddock, P.S.; Liao, M.; J. Phytotherapy Research. 19, 327–336, 2005.
[23] Qian, X.; Yadian, B.; Wu, R.; Long, Y.; Zhou, K.; Zhu, B.; Huang, Y.; Int. J. Hydrog. Energy. 38, 16710–16715, 2013.
[24] Cheng, J.; Xuan, X.; Yang, X.; Zhou, J.; Cen, K.; RSC Adv. 76, 832-839, 2018.
[25] Li, Y.; Xie, M.; Zhang, X.; Liu, Q.; Lin, D.; Xu, C.; Xie, F.; Sun, X.; Sensors Actuators B Chem. 278, 126–132, 2019.
[26] Dhir, B.; Kumar, R.; Int. J. Environ. Res. 4, 427-328, 2010.
[27] Farooq, U.; Kozinski, J.A.; Khan, M.A.; Athar, M.; Int. J. Environ. Res. 101, 5043-53, 2010.

_||_