Магнитные наночастицы Fe3O4, модифицированные додецилсульфатом натрия для удаления метиленового синего из воды

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Обнаружено, что поверхностно-модифицированные магнитные наночастицы оксида железа со средним размером около 10 нм обладают высокой адсорбционной емкостью для сорбции загрязнителей из сточных вод. Значительным преимуществом использования магнитных материалов является возможность извлекать сорбент с помощью внешнего магнитного поля, что делает процесс очистки более эффективным. Показано, что анионное вещество додецилсульфат натрия увеличивает электростатическое притяжение к катионному соединению метиленового синего, а также препятствует агрегации наночастиц, увеличивая активную поверхность. Сорбционная емкость магнитных наночастиц после поверхностной функционализации увеличилась в 250 раз по сравнению с немодифицированными наночастицами оксида железа. Определены механизм и кинетические параметры процесса сорбции, а также оптимальные условия для увеличения эффективности процесса сорбции.

Об авторах

К. Э. Магомедов

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
“Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта”; Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
“Дагестанский государственный университет”

Автор, ответственный за переписку.
Email: m_kurban@mail.ru
Россия, Калининград; Россия, Махачкала

А. С. Омельянчик

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
“Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта”

Email: m_kurban@mail.ru
Россия, Калининград

С. А. Воронцов

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
“Дагестанский государственный университет”

Email: m_kurban@mail.ru
Россия, Махачкала

Э. Чижмар

Университет имени П.Я. Шафарика, Институт физики

Email: m_kurban@mail.ru
Словакия, Кошице

В. В. Родионова

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
“Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта”

Email: m_kurban@mail.ru
Россия, Калининград

Е. В. Левада

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
“Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта”

Email: m_kurban@mail.ru
Россия, Калининград

Список литературы

  1. Islam M.A., Ali I., Karim S.M.A. et al. // J. Water Process Eng. 2019. V. 32. Art. No. 100911.
  2. Nidheesh P.V., Zhou M., Oturan M.A. // Chemosphere. 2018. V. 197. P. 210.
  3. Dutta S., Gupt, B., Srivastava S.K., Gupt A.K. // Mater. Advances. 2021. V. 2. No. 14. P. 4497.
  4. Piaskowski K., Świderska-Dąbrowska R., Zarzyck P.K. // J. AOAC Int. 2018. V. 101. No. 5. P. 1371.
  5. Ren L., Zhao G., Pan L. et al. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2021. V. 13. No. 16. P. 19176.
  6. Bal G., Thakur A. // Materials Today. 2022. V. 50. Part 5. P. 1575.
  7. Bilal M., Ihsanullah I., Hassan Shah M.U. et al. // J. Environ. Manage. 2022. V. 321. Art. No. 115981.
  8. Orudzhev F., Ramazanov S., Sobola D. et al. // Nano Energy. 2021. V. 90. Art. No. 106586.
  9. Orudzhev F., Ramazanov S., Sobola D. et al. // Nanomaterials. 2020. V. 10. № 11. Art. No. 2183.
  10. Juang R.S., Wu F.C., Tseng R.L. // Colloids Surf. A. 2002. V. 201. No. 1–3. P. 191.
  11. Hussain Z., Chang N., Sun J. et al. // J. Hazard. Mater. 2021. V. 422. Art. No. 126778.
  12. Alam M.Z., Bari M.N., Kawsari S. // Environ. Sustain. Ind. 2022. V. 14. Art. No. 100176.
  13. Verma R., Asthana A., Singh A.K. et al. // Microchemical J. 2017. V. 130. P. 168.
  14. Campos A.F.C., Reis P.F., Neiva J.V.C.M. et al. // Mater. Res. 2021. V. 25. No. 4. Art. No. e20210217.
  15. de Oliveira H.A.L., Campos A.F.C., Gomide G. et al. // Colloids Surf. A. 2020. V. 600. Art. No. 125002.
  16. Campos A.F.C., Michels-Brito P.H., da Silva F.G. et al. // J. Environ. Chem. Eng. 2019. V. 7. No. 2. Art. No. 103031.
  17. Talbot D., Queiros Campos J., Checa-Fernandez B.L. et al. // ACS Omega. 2021. V. 6. No. 29. P. 19086.
  18. Li L.H., Xiao J., Liu P., Yang G.W. // Sci. Reports. 2015. V. 5. Art. No. 9028.
  19. Lu H., Zhang L., Wang B. et al. // Cellulose. 2019. V. 26. No. 8. P. 4909.
  20. Ali I. // Chem. Rev. 2012. V. 112. No. 10. P. 5073.
  21. Simonsen G., Strand M., Øye G. // J. Petrol. Sci. Eng. 2018. V. 165. P. 488.
  22. Yin F., Yu J., Gupta S. et al. // Fuel Proc. Technol. 2014. V. 117. P. 17.
  23. Salvador M., Moyano A., Martínez-García J.C. et al. // J. Nanosci. Nanotechnol. 2019. V. 19. No. 12. P. 4839.
  24. Socoliuc V., Peddis D., Petrenko V.I. et al. // Magnetochemistry. 2020. V. 6. No. 1. Art. No. 2.
  25. Silva F.G. da, Depeyrot J., Campos A.F.C. et al. // J. Nanosci. Nanotechnol. 2019. V. 19. No. 8. P. 4888.
  26. Massart R. // IEEE Trans. Magn. 1981. V. 17. No. 2. P. 1247.
  27. Omelyanchik A., da Silva F.G., Gomide G. et al. // J. Alloys Compounds. 2021. V. 883. Art. No. 160779.
  28. Omelyanchik A., Kamzin A.S., Valiullin A.A. et al. // Colloids Surf. A. 2022. V. 647. Art. No. 129090.
  29. Lu A.H., Salabas E.L., Schüth F. // Angew. Chem. Int. Ed. 2007. V. 46. No. 8. P. 1222.
  30. Illés E., Szekeres M., Kupcsik E. et al. // Colloids Surf. A. 2014. V. 460. P. 429.
  31. Tombácz E., Bica D., Hajdú A. et al. // J. Phys. Cond. Matt. 2008. V. 20. Art. No. 204103.
  32. Abdolrahimi M., Vasilakaki M., Slimani S. et al. // Nanomaterials. 2021. V. 11. No. 7. Art. No. 1787.
  33. Illés E., Szekeres M., Kupcsik E. et al. // Colloids Surf. A. 2014. V. 460. P. 429.
  34. Feitoza N.C., Gonçalves T.D., Mesquita J.J. et al. // J. Hazard. Mater. 2014. V. 264. No. 1. P. 153.
  35. Rcuciu M., Creang D.E., Airinei A. // Eur. Phys. J. E. 2006. V. 21. No. 2. P. 117.
  36. Li L., Mak K.Y., Leung C.W. et al. // Microelectron. Eng. 2013. V. 110. No. 10. P. 329.
  37. Campos A.F.C., Michels-Brito P.H., da Silva F.G. et al. // J. Environ. Chem. Eng. 2019. V. 7. No. 2. Art. No. 103031.
  38. Sandler S.E., Fellows B.D., Mefford O.T. // Analyt. Chem. 2019. V. 91. No. 22. P. 14159.
  39. Sharifi Dehsari H., Ksenofontov V., Möller A. et al. // J. Phys. Chem. C. 2018. V. 122. No. 49. P. 28292.
  40. Pacakova B., Kubickova S., Reznickova A. et al. Spinel ferrite nanoparticles: correlation of structure and magnetism. In: Magnetic spinels. Synthesis, properties and applications. InTech, 2017.
  41. Frison R., Cernuto G., Cervellino A. et al. // Chem. Mater. 2013. V. 25. No. 23. P. 4820.
  42. Bruvera I.J., Mendoza Zélis P., Pilar Calatayud M. et al. // J. Appl. Phys. 2015. V. 118. No. 18. Art. No. 184304.
  43. Muscas G., Jovanovi S., Vukomanovi M. et al. // J. Alloys Compounds. 2019. V. 796. No. 5. P. 203.
  44. Morrish A.H. The physical principles of magnetism. Piscataway: IEEE Press, 1965. 700 p.
  45. Batlle X., Pérez N., Guardia P. et al. // J. Appl. Phys. 2011. V. 109. No. 7. P. 1.
  46. Petrinic I., Stergar J., Bukšek H. et al. // Nanomaterials. 2021. V. 11. Art. No. 2965.
  47. Zhao X., Shi Y., Wang T. et al. // J. Chromatogr. A. 2008. V. 1188. No. 2. P. 140.
  48. Reddy D.H.K., Yun Y.S. // Coord. Chem. Rev. 2016. V. 315. P. 90.
  49. Ho Y.S., McKay G. // Process Biochem. 1999. V. 34. P. 451.

Дополнительные файлы


© К.Э. Магомедов, А.С. Омельянчик, С.А. Воронцов, Э. Чижмар, В.В. Родионова, Е.В. Левада, 2023