بررسی اثر pH در حذف یون مس از محیط‌های آبی با استفاده از نانوذرات ‌آهن اکسید و نانوکامپوزیت‌های آهن اکسید‌/هیدروکسی‌آپاتیت

نوع مقاله: مقاله پژوهشی کامل

نویسندگان

1 دانشجو

2 عضو هیئت علمی گروه فیزیک دانشکده ی علوم دانشگاه شهید چمران اهواز

چکیده

در این تحقیق نانوذرات مغناطیسی آهن اکسید ‌ و نانوکامپوزیت‌های ‌آهن اکسید/ هیدروکسی‌آپاتیت به روش هم‌رسوبی ساخته شدند. نانوذرات ساخته‌شده با استفاده از دستگاه‌های الگوی پراش پرتوی ایکس ((XRD، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی FESEM))، اسپکتروفوتومتری تبدیل فوریه‌ی مادون قرمز FT-IR)) و مغناطیس‌سنج نمونه‌ی ارتعاشی(VSM) مشخصه‌یابی شدند. الگوی پراش پرتوی ایکس نمونه‌ها ساختار هگزاگونال هیدروکسی‌آپاتیت و تتراگونال مگمایت را تائید کردند. نتایج حاصل از میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی نشان داد که در هر دو نمونه‌، نانوذرات تهیه‌شده تقریباً کروی شکل و اندازه‌ی میانگین آن‌ها برای نانوذرات ‌آهن اکسید و ‌آهن اکسید/ هیدروکسی‌آپاتیت به‌ترتیب nm2±16 وnm 2±19 است. منحنی پسماند نمونه‌ها نشان داد که در نمونه‌های تهیه‌شده، نیروی وادارندگی تقریباً صفر بوده و نانوذرات خاصیت ابرپارامغناطیس از خود نشان دادند. میزان مغناطش اشباع در نانوذرات آهن اکسید emu/g 98/14 بود، در حالی که این میزان در نانوذرات آهن اکسید‌ / هیدروکسی‌آپاتیت به emu/g83/2 کاهش یافت. در نهایت نانوذرات تهیه شده به‌عنوان جاذب برای حذف یون‌های مس از محیط‌های آبی به‌کارگرفته شدند و به‌منظور مقایسه‌ی قابلیت حذف یون‌های مس توسط نانوذرات ‌آهن اکسید و نانوکامپوزیت‌های‌ آهن اکسید/ هیدروکسی‌آپاتیت از محیط‌های آبی، بازده‌ و ظرفیت جذب یون‌های مس در pH های مختلف محلول توسط این نانوذرات تعیین گردید.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of pH on the removal of copper ions from aqueous solutions using iron oxide nanoparticles and iron oxide/ hydroxyapatite nanocomposites

نویسنده [English]

  • Sana Ahmadizadeh 1
چکیده [English]

In this study, iron oxide nanoparticles and iron oxide/hydroxyapatite nanocomposites were synthesized by co-precipitation method. The samples were characterized by X-ray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscopy (FESEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) and vibrating sample magnetometer (VSM). The XRD patterns of the samples confirm the hexagonal structure of hydroxyapatite and tetragonal structure of maghemite. FESEM results showed that both kinds of the prepared samples are almost spherical shape and the average particle sizes are 16±1 nm and 19±2 nm for iron oxide and iron oxide/hydroxyapatite nanocomposite, respectively. FTIR spectroscopy reveals expected bonds formation. Hysteresis curves of the nanoparticles showed that the coercivity of the nanoparticles is almost zero and the nanoparticles exhibit superparamagnetic behavior. The saturation magnetization of the iron oxide nanoparticles was obtained 14.98 emu/g, while the saturation magnetization of the iron oxide/ hydroxyapatite nanocomposites was reduced to 2.83 emu/g. Finally the produced nanoparticles were used as adsorbents for the removal of copper ions from aqueous solutions. In order to compare the ability of iron oxide nanoparticles and iron oxide/ hydroxyapatite nanocomposites to remove copper ions from the aqueous solutions, efficiency and capacity adsorbtion of copper ions by the particles at different pH were determined.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Nanoparticles
  • Hydroxyapatite
  • Co-precipitation
  • Heavy metals
  • Iron oxide
  • Copper