مطالعه جذب سطحی یون مس(II) بر روی هیدروژل زیست-نانوکامپوزیت برپایه نشاسته-پلی(کوپلیمر آکریل آمید و آکریلیک اسید)/گرافن اکساید

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه شیمی دانشگاه پیام نور استان کردستان، شهرستان بانه

2 باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، واحد سقز، دانشگاه آزاد اسلامی، سقز، ایران. آزمایشگاه تحقیقات نانوتکنولوژی/نانو پلیمر، دانشکده شیمی، دانشگاه مراغه، مراغه، ایران

3 دانشکده شیمی دانشگاه پیام نور صندوق پستی 3697-19395 تهران، ایران

چکیده

این پروژه به مطالعه جذب و حذف کاتیون‌های مس از محلول‌های آبی با استفاده از هیدروژل بیو-نانوکامپوزیت نشاسته-پلی(کوپلیمر آکریل آمید و آکریلیک اسید)/گرافن اکساید می‌پردازد. هیدروژل بیو-نانوکامپوزیت از پلیمریزاسیون رادیکالی بیوپلیمر نشاسته با مونومر های وینیلی آکریل آمید(Am) و آکریلیک اسید (AA)با کراسلینکر N,N-متیلن بیس آکریل آمید(MBA) در حضور نانو شیت-های گرافن اکساید بدست‌آمد. نانوبیو-کامپوزیت بدست‌آمده با تکنیک‌های XRD، FT-IR، FE-SEM، TEM و TGA مورد بررسی قرار‌گرفت. اثر pH بر جذب، اثرات زمان بر جذب، غلظت اولیه مس و اثر دما بر فرآیند جذب کاتیون‌های مس مورد بررسی قرار‌گرفت. نتایج بدست آمده از آزمایشات صورت گرفته بر حذف و جذب کاتیون‌های مس، بترتیب بشترین حذف در 5/5pH=، با گذشت زمان مقدار جذب افزایش یافت، ایزوترم جذب از مدل لانگمویر و پارامتر‌های ترمودینامیکی یک فرآیند جذب گرماگیر و خودبه خودی را نشان می‌دهد. همچنین مقدار جذب متناسب با مقدار گرافن اکساید افزایش نشان داد. بعلاوه آن چون انتالپی جذب بین 20-80 (KJ/mol) است درنتیجه فرایند حذف و جذب یک فرایند الکترواستاتیکی است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Study of adsorption of cationic Cu2+ on starch-poly (Am-co-AA)/GO bio-nanocomposite hydrogels

نویسندگان [English]

  • Bahaaldin Rashidzadeh 1
  • Ebrahim Shokri 2
  • Zahra Salehi 3
1 chemistry department- facultu of science baneh kordestan iran
2
3
چکیده [English]

This project studies the absorption and removal of copper cations from aqueous solutions by starch-poly (acry-lamide-co-acrylic acid) / graphene oxide hydrogel bio-nanocomposites. The bio-nanocomposite hydrogel was obtained from a radical polymerization of the starch biopolymer with vinyl acrylamide (Am) and acrylic acid (AA) monomers with N,N-methylenebisacrylamide (MBA) in the presence of graphene oxide nanosheets (GO). The bio-nanocomposites were investigated by XRD, FT-IR, FE-SEM, TEM and TGA techniques. The effect of pH on adsorption, effects of time on adsorption, the initial concentration of copper ions and effect of temperature on the adsorption process on copper ions were investigated. The results which obtained from the experiments on the removal and absorption of copper ions were shown the maximum adsorption at pH =5 / 5, the adsorption increased by increasing the time, the equilibrium adsorption process flowed by Langmuir isotherm model and according to thermodynamic parameters, the adsorption of Cu2+ on bio-nanocomposite hydrogels occurred endothermic process and spontaneously, respectively. Also, the amount of adsorption increases proportionally to the amount of GO. Additionally, because of the enthalpy of absorption between 20-80 (KJ / mol), as a result, the process of removal is an electrostatic process

کلیدواژه‌ها [English]

  • Bio-nanocomposite hydrogels
  • Graphene Oxide Nano sheets
  • removal of copper cations
  • Starch

مراجع

1) D.Q. Melo, V.O. Neto, J.T. Oliveira, A.L. Barros, E.C. Gomes, G.S. Raulino, E. Longuinotti, R.F.                  Nascimento, J.Chem. Eng. Data. 58, 798 (2013)
2) Fu, F.; Wang, Q. J. Environ. Manage. 92, 407 (2011)
3) G.R. Mahdavinia, S. Hasanpour, L. Behrouzi, H. Sheykhloie, Starch/Stärke 68, 188 (2016)
4) G.R. Mahdavinia, E. Shokri, Turk. J. Chem. 41,135 (2017)
5) H. Hosseinzadeh, S. Ramin, Int. J. Biol. Macromol. 106,101 (2018)
6) B. Sancey, G. Trunfio, J. Charles, J.-F. Minary, S. Gavoille, P.-M. Badot, G. Crini, J. Environ. Manage.           92,765 (2011)
7) A.V. Reis, M.R. Guilherme, T.A. Moia, L.H. Mattoso, E.C. Muniz, E.B. Tambourgi, J. Polym. Sci. A. 46,        2567 (2008)
8) M. Rinaudo, Prog. Poly. Sci. 31,603 (2006)
9) E. Abdel-Halim, S.S. Al-Deyab, React. Funct. Polym. 75,1 (2014)
10) P.R. Chang, P. Zheng, B. Liu, D.P. Anderson, J. Yu, X. Ma, J. Hazard. Mater. 186, 2144 (2011)
11) S. Wang, C. Zhang, Q. Chang, J. Exp. Nanosci. 12, 270 (2017)
12) G. Güçlü, S. Keleş, K. Güçlü, Polym. Plast. Technol. Eng. 45, 55 (2006)
13) G. Güçlü, E. Al, S. Emik, T.B. İyim, S. Özgümüş, M. Özyürek, Polym. Bull. 65,333 (2010)
14) L. Liu, B. Zhang, Y. Zhang, Y. He, L. Huang, S. Tan, X. Cai, J. Chem. Eng. Data. 60, 1270 (2015)
15) M. Yadav, S. Ahmad, Int. J. Biol. Macromol. 79, 923 (2015)
16) G. He, W. Ke, X. Chen, Y. Kong, H. Zheng, Y. Yin, W. Cai, React. Funct. Polym. 111, 14 (2017)
17) C. Nakason, T. Wohmang, A. Kaesaman, S. Kiatkamjornwong, Carb. Polym. 81,348 (2010)
18) H.A. El‐Mohdy, E.S.A. Hegazy, H. Abd El‐Rehim, J. Macromol. Sci. A. 43, 1051 (2006)
19) G.R. Mahdavinia, H. Etemadi, F. Soleymani, Carbohyd. Polym. 128, 112 (2015)
20) G.R. Mahdavinia, A. Massoudi, A. Baghban, E. Shokri, J. Environ. Chem. Eng. 21578 (2014)
21) S. Wijeratne, M.L. Bruening, G.L. Baker, Langmuir. 29, 12720 (2013)
22) K. Zargoosh, H. Abedini, A. Abdolmaleki, M.R. Molavian, Ind. Eng. Chem. Res. 52, 14944 (2013)
23) H.S.S. Sadat, M. Esmhosseini, S. Khezri, T.F. Ghanbari, A. Khosravi, J. Appl. Chem. 11, 41 (2017)
24) E.S. Dragan, D.F. Apopei Loghin, A.I. Cocarta, ACS Appl. Mater. Interfaces. 6, 16577 (2014)
25) S.J. Wu, T.H. Liou, C.H. Yeh, F.L. Mi, T.K. Lin, J. Appl. Polym. Sci. 127, 4573 (2013)
26) H. Tang, W. Zhou, L. Zhang, J. Hazard. Mater. 209, 218 (2012)
27) U. Iriarte-Velasco, N. Chimeno-Alanís, M. Gonzalez-Marcos, J.I. Álvarez-Uriarte, J. Chem. Eng. Data.        56, 2100 (2011)
 

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 20 آذر 1397
  • تاریخ بازنگری: 03 آبان 1398
  • تاریخ پذیرش: 03 مهر 1399

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار