سنتز و مشخصه‌يابي نانوكامپوزيت‌هاي موليبدن دي‌سولفيد با نمك‌هاي MCl2 (M= Mn, Pd) و كاربرد آن‌ها به عنوان جاذب

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

شيمي

دكتري

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.

230426

معدني

شيمي

دانشگاه صنعتي اصفهان