توصيفگر ها :
موليبدن دي سولفيد , جذب سطحي , متيل اورانژ , متيلن بلو , تري فلورالين
چكيده فارسي :
جهان با بحران شديد كمبودآب مواجهه است. نانوكامپوزيت‌ها، به دليل سطح ويژه بالا مي‌توانند حتي در غلظت‌هاي پايين به طور مؤثر عمل كنند، به جهت پاكسازي آب از فلز‌هاي سنگين، رنگ‌ها، ميكروارگانيسم‌ها، مواد شيميايي و ساير انواع آلاينده‌ها مورد توجه زيادي‌قرار گرفته‌اند. در اين پژوهش، نانوكامپوزيت‌هاي جديد Pd)، MoS2-COOH/gly@M (M= Mn، با ويژگي جذب بالا كه در واقع با تثبيت شيميايي مراكز فلزي منگنز و پالاديوم بر روي موليبدن دي‌سولفيد (MoS2) اصلاح‌شده با گليسين تهيه شده اند. ويژگي‌هاي شيميايي و فيزيكي جاذب‌ها با استفاده از طيف سنج فروسرخ تبديل فوريه (FT-IR)، تجزيه وزن سنجي گرمايي (TGA)، پراش پرتو ايكس (XRD)، ميكروسكوپ الكتروني روبشي گسيل ميداني (FE-SEM) همراه با پراش انرژي پرتو ايكس و نقشه برداري (EDAX & MAP) مورد تجزيه و تحليل قرار گرفت. همچنين، از روش پتانسيل زتا (ξ) براي اندازه گيري بار سطحي جاذب‌ها استفاده شد. عملكرد نانوكامپوزيت‌ها بر روي فاضلاب به عنوان جاذب براي حذف رنگ و علف كش مورد بررسي قرار گرفت. نانوكامپوزيت‌هاي سنتز شده جذب انتخابي رنگ متيلن بلو (MB) را از مخلوط آبي MB و متيل اورانژ (MO) را نشان دادند. نتايج، ظرفيت جذب بالاي MB براي نانوكامپوزيت
MoS2-COOH/gly@Mn و MoS2-COOH/gly@Pd را به ترتيب 553 و 619 ميلي‌گرم بر گرم نشان داده شده اند (شرايط واكنش 30 ميلي ليتر از محلول در زمان تماس 120 دقيقه، در دماي 25 درجه سانتي‌گراد، 2 =pH و 7 = pH، در حضور 2 ميلي‌گرم جاذب و 50 ميلي‌گرم بر ميلي ليتر با غلظت اوليه MO و MB) كه در شرايط شيمي‌سبز مورد بررسي قرار گرفت. ظرفيت جذب قابل‌توجه رنگ به وسيله نانوكامپوزيت‌هاي MoS2-COOH/gly@M (M= Mn, Pd)، را مي‌توان به برهمكنش‌هاي بين مولكولي به دليل وجود ويژگي‌هاي آمين، هيدروكسيل و كربوكسيل نسبت داد. براي توصيف مكانيسم جذب رنگ MO و MB بوسيله نانومواد سنتز شده، سينتيك شبه مرتبه اول و شبه درجه دوم بيشتر مورد مطالعه قرار گرفت. مدل‌هاي ايزوترم نشان مي‌دهند كه جذب MB و MO در نانوكامپوزيت‌هاي
MoS2-COOH/gly@M (M= Mn, Pd) با مدل فرندليچ با ضرايب همبستگي 99/0 مطابقت دارد. نتايج نشان دادند كه جاذبه الكتروستاتيكي و برهمكنش پيوند هيدروژني عامل اصلي جذب اين رنگ‌هاي آنيوني و كاتيوني بر روي سطح نانوكامپوزيت‌ها هستند. نانوكامپوزيت MoS2-COOH/gly@Mn به عنوان جاذب از طريق روش ميكرو استخراج فاز جامد (SPME) نيز مورد استفاده قرار داده شد، و علف‌كش تري فلورالين، به عنوان مدل انتخاب شد. براي نظارت بر مولكول‌هاي تري فلورالين، از يك دستگاه طيف‌سنجي تحرك يوني كه داراي منبع يونش تخليه كرونا بوده استفاده شده است. اثربخشي روش SPME با بررسي سرعت هم زدن و زمان استخراج به عنوان دو پارامتر حياتي، با هدف دستيابي به تجزيه و تحليل دقيق رديابي تري فلورالين مورد بررسي قرار گرفت. تحت شرايط بهينه استخراج تري فلورالين، ضريب همبستگي (R2) و محدوده ديناميكي خطي (LDR) به ترتيب در 9961/0 و 5/0-10 ميكروگرم بر ليتر به دست آمد. مقدار‌هاي بازيابي در رابطه با رويكرد توصيف شده در بازه 97-96٪ براي نمونه‌هاي فاضلاب كشاورزي به دست آمد. كميت (LOQ) و حد تشخيص (LOD) به ترتيب 5/0 و 15/0 ميكروگرم بر ليتر محاسبه شد. جاذب نانوكامپوزيتي پيشنهادي اين قابليت را دارد كه به عنوان يك ماده كارآمد براي استخراج علف‌كش تري فلورالين از محلول‌هاي مختلف استفاده شود. بر اساس نتايج، اين نوع جديد نانوكامپوزيت پتانسيل اين را دارد كه به عنوان يك ماده جاذب موثر و مقرون به صرفه براي حذف رنگ از فاضلاب صنعتي عمل كند.
چكيده انگليسي :
The world is confronting a severe water crisis. To clean up water from heavy metals, dyes, microorganisms, chemicals, and other types of pollutants, nanocomposites have been receiving great attention specifically due to the high surface area affording to work effectually even at low concentrations. In this work, we demonstrate the fabrication of new nanocomposites, MoS2-COOH/gly@M (M= Mn, Pd), with high adsorption property fabricated by chemically immobilizing manganese and palladium metallic centers onto the glycine- modified molybdenum disulfide (MoS2) material. The chemical and physical properties of adsorbents were analyzed using Fourier transform infrared spectrometer (FT-IR), thermal gravimetric analysis (TGA), X-ray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) companied by energy dispersive X-ray and mapping (EDAX & MAP) analyses. Zeta potential (ξ) technique was also used to measure the surface charge of adsorbents. Performances of nanocomposites were investigated on the sewage as adsorbent for dye removal and herbicide. Synthesized nanocomposites revealed selective adsorption of methylene blue (MB) dye from aqueous mixture of MB and methyl orange (MO). Results displayed the equivalent high adsorption capacity for MB and MO up to 553 and 619 mg g-1, respectively (reaction condition= 120 min contact time, 25°C, pH 2.0 and pH 7.0, in the presence of 2 mg adsorbent and 50 mg/L (30 ml) initial concentration of MO and MB) that study done in green chemistry condition for MB. The remarkable adsorption capacity of dye by MoS2-COOH/gly@M (M= Mn, Pd) nanocomposites can be attributed to the intermolecular interactions due to the presence of the amine, hydroxyl, and carboxyl functionalities. To describe the adsorption mechanism of MO and MB dye by synthesized nanomaterials, the pseudo-first-order and pseudo-second-order kinetics were further studied. Isotherm models display that the adsorption of MB and MO on the MoS2-COOH/gly@M (M= Mn, Pd) nanocomposites is more correspondent with the Freundlich model with high-correlation coefficients. The results showed that the electrostatic attraction and H-bonding interaction were the basic cause of the adsorption of these anionic and cationic dyes on the surface of the nanocomposites. The nanocomposite MoS2-COOH/gly@Mn was employed as an adsorbent through the solid phase microextraction (SPME) method while trifluralin herbicide was chosen as a model compound. For the monitoring of trifluralin molecules, we employed an ion mobility spectroscopy apparatus featuring a corona discharge ionization source. The SPME method's effectiveness was examined by investigating the stirring rate and extraction time as two crucial parameters, aiming to achieve precise trace analysis of trifluralin. Under the optimized condition of the trifluralin extraction, the coefficient (R2) and linear dynamic range (LDR) correlation were obtained at 0.9961 and 0.5-10 µg L-1, respectively. Recovery values in relation to the described approach were obtained in the span of 96–97% for agricultural wastewater samples. The quantification (LOQ) and limit of detection (LOD) were calculated at 0.5 and 0.15 µg L-1, respectively. The proposed nanocomposite adsorbent has the capability to be applied as an efficient material for the extraction of trifluralin herbicide from different solutions. Based on the results, this new type of nanocomposites has potential to act as an effective and affordable adsorbent material for dye removal from an industrial sewage.
