نانوذرات مغناطیسی هسته-پوسته Fe3O4@SiO2 عامل دار شده با مولکول های تئوفیلین به عنوان یک نانوجاذب مؤثر و قابل بازیافت در حذف یون های Pb2+ از محلول‌های آبی

نویسندگان

1 آزمایشگاه شیمی پلیمر، گروه شیمی، دانشکده علوم، دانشگاه گلستان، گرگان، ایران

2 استادیار، گروه پژوهشی شیمی و فرایند، پژوهشگاه نیرو، تهران، ایران

3 استادیار، گروه پژوهشی شیمی و فرایند، پژوهشگاه نیرو، تهران، ایران

doi
10.22034/farayandno.2025.2058758.1997
چکیده

در این پژوهش نانوذرات هسته-پوسته مغناطیسی Fe3O4@SiO2 با بکارگیری روش­های هم­رسوبی و اشتوبر سنتز شدند و پس از عامل­دار شدن با مولکول­های آلی و در نهایت تئوفیلین به عنوان یک جاذب مؤثر در راستای حذف یون­های سرب از محلول­های آبی مورد استفاده قرار گرفتند. سپس تعیین مشخصه ساختاری، اندازه و مورفولوژی نانوجاذب سنتزی با بکارگیری آنالیزهایی نظیر طیف­سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه، پراش اشعه ایکس، میکروسکوپ الکترونی عبوری، میکروسکوپ الکترونی روبشی، توزیع اندازه ذرات، جذب-واجذب گاز نیتروژن، آنالیز توزین حرارتی، پراش انرژی اشعه ایکس و مغناطیس­سنج نمونه مرتعش انجام گرفت. بررسی و بهینه­سازی پارامترهای مؤثر در فرایند جذبی نانوجاذب با ارزیابی تأثیر زمان تماس بر میزان جذب، pH، غلظت اولیه یون­های Pb2+ و دوز جاذب انجام گرفت. نتایج بررسی­ها نشان­دهنده آن است که ماکزیمم ظرفیت جذب سرب توسط جاذب (mg/g 130/5) زمانی اتفاق می­افتد که از 25 میلی­گرم نانوجاذب Fe3O4@SiO2-TCT-Theophylline، 50 میلی­لیتر محلول Pb2+ (غلظت اولیه mmol/L 0/35) در pH 7 مدت زمان تماس 24 دقیقه استفاده شود. علاوه بر این نانوجاذب سنتزی قابلیت بازیافت و استفاده مجدد در فرآیندهای متوالی جذب-واجذب برای 6 مرتبه بدون کاهش جدی در فعالیت جذبی را دارا می­باشد.