سنتز و شناسايي نانوجاذب گرافن مغناطيسي تثبيت‌شده روي بسپار نايلون6 و به‌كارگيري آن براي حذف آلاينده يون سرب (II) از محلول آبي

Synthesis and characterization of magnetic graphene nano-adsorbent stabilized on polymer nylon 6 and its application for removal of lead (II) ions contaminant form aqueous solution

در اين پژوهش، نانو جاذب گرافن مغناطيسي (GM)تهيه و تثبيت آن بر سطح بسپار نايلون 6 (N6) براي حذف آلاينده يون سرب (II) از محلول آبي، انجام شد. شناسايي جاذب تهيه‌شده با به‌كارگيري پراش پرتو ايكس (XRD)، طيف‌سنجي فروسرخ تبديل فوريه (FT-IR)، تجزيه عنصري (با روشEDS)، ميكروسكوپي الكتروني روبشي (SEM) و تعيين مساحت سطح (BET) انجام گرفت. با توجه به تصاوير SEM، اندازه نانوذره‌هاي مغناطيسي (Fe3O4) بين 33 تا 74 نانومتر بود كه بيانگر توزيع به نسبت يكنواخت آن‌ها بر بستر نايلون 6 بود. همچنين، تجزيه عنصري نانوجاذب سه‌جزيي گرافن مغناطيسي نايلون 6 وجود سه عنصر كربن، اكسيژن و آهن را در ساختار آن تأييد مي‌كند. در ادامه، نتايج طيف‌سنجي فروسرخ تبديل فوريه (FT-IR) و پراش پرتو ايكس (XRD) نشان‌دهنده تشكيل نانوچندسازه مورد نظر است. مساحت سطح ويژه (BET) اين نانوجاذب چندسازه سه‌جزيي گرافن مغناطيسي نايلون6 با گاز نيتروژن اندازه‌گيري و برابر با m2/g 189 گزارش شد. يكي از ويژگي‌هاي نانوجاذب تهيه‌شده، تبديل گرافن از حالت دوبعدي به حالت سه‌بعدي با به‌كارگيري سطح بسپار بود كه باعث افزايش سطح جاذب و درنتيجه بالا بردن بازده جذب براي حذف آلاينده‌ها است. ويژگي ديگر اين جاذب، مغناطيسي بودن آن است كه جداسازي (خارج كردن) آن را پس از جذب آلاينده‌ها با يك آهنرباي خارجي آسان مي‌سازد. عوامل مؤثر بر بازده حذف، شامل pH محلول، زمان تماس، مقدار جاذب، غلظت آلاينده يون سرب (II) و دماي محلول، مورد بررسي قرار گرفت. همچنين، شرايط بهينه براي حذف آلاينده يون سرب II)، %95) به‌دست آمد.

In this research, the magnetic graphene nanoparticle (GM) was synthesized and stabilized on nylon-6. The purpose of its synthesis is to remove lead ions (II) contaminant from the aqueous solution. The prepared nanocomposite was characterized using X-ray diffraction analysis (XRD), scanning electron microscope (SEM), Fourier transform infrared spectrometry (FT-IR), and surface area determination (BET). In order to optimize the removal of Pb(II) ions from the aqueous solution the graphene was converted from two-dimensional to three-dimensional structure by using nylon-6 as substract to increase the surface area of the graphene and consequently increase the adsorbent efficiency. Another advantage of the absorbent is its magnetic effect that allows adsorption of the contaminant and its easy separation by an external magnet. The influence of experimental parameters such as initial solution pH, contact time, adsorbent dosage, concentration of lead ions (II) solution, and solution temperature on the removal efficiency were investigated. At optimal conditions the removal efficiency of lead ions (II) achieved by adsorbent was 95%.