سنتز نانوكامپوزيت مزوپور مغناطيسي سيليكاتي كيت-6 عامل دار شده با گروه آمين براي حذف رنگ راكتيو زرد از محلول‌هاي آبي

Synthesis of amine functionalized KIT-6 mesoporous magnetic silica nanocomposite for the removal of Reactive Yellow dye from aqueous solutions

در اين مطالعه، مزوپور سيليكاتي كيت-6 به صورت شيميايي بر روي سطح هسته مگنتيت پوشش‌دار شده با سيليكا سنتز شد و به روش شيميايي سطح نانوكامپوزيت به‌وسيله گروه‌هاي آمين عامل‌دار شد تا نانوكامپوزيت مغناطيسي Fe3O4@SiO2@Kit-6-NH2 به‌دست آيد. پس از تاييد ساختار به‌وسيله‌ي روش‌هاي XRD، FT-IR، EDX و SEM كارآيي نانوكامپوزيت سنتزي به عنوان يك جاذب براي حذف رنگ راكتيو زرد 160 از محلول‌هاي آبي مورد بررسي قرار گرفت. متغيرهاي آزمايشي مؤثر بر كارآيي حذف رنگ، به‌وسيله طراحي آزمون تاگوچي بهينه شدند و در شرايط بهينه‌ي آزمايشگاهي (وزن جاذب (0/08 گرم)، قدرت يوني (بدون افزايش نمك)، (pH (4، حجم نمونه (10 ميلي‌ليتر) و زمان تماس (20 دقيقه) كارآيي حذف رنگ راكتيو زرد 160 بيش از 97% به‌دست آمد. مدل‌هاي شبه مرتبه اول، شبه مرتبه دوم، نفوذ درون ذره‌اي و ايلويچ براي تجزيه و تحليل پارامترهاي سرعت و بررسي سينتيك جذب مورد بررسي قرار گرفتند. داده‌هاي سينتيكي به‌طور كامل با مدل شبه مرتبه دوم مطابقت داشت. هم‌چنين معادلات جذبي با مدل‌هاي جذبي لانگموير، فروندليچ و تمكين مورد بررسي قرار گرفت. پردازش داده‌هاي جذب رنگ راكتيو زرد بر روي نانوكامپوزيت Fe3O4@SiO2@Kit-6-NH2 پيشنهاد مي كند كه مدل فروندليچ مطابقت بهتري نسبت به مدل‌هاي لانگموير و تمكين داشت. نتايج نشان داد كه نانوكامپوزيت Fe3O4@SiO2@Kit-6 اصلاح شده با گروه‌هاي آمين مي‌تواند به عنوان جاذبي كم‌هزينه براي حذف رنگ راكتيو زرد از محلول‌هاي آبي مورد استفاده قرار گيرد.

In the present study, Kit-6 silica mesoporous was chemically synthesized on the surface of silica coated magnetite core and functionalized by amine groups to obtained Fe3O4@SiO2@Kit-6 MNCs. The amino functional groups were chemically bonded on the surface of synthesized MNCs by post toluene reflux synthesis method and after characterization by XRD, FT-IR, EDX and SEM , it’s effectiveness as an adsorbent for the removal of reactive yellow160 dye from aqueous solutions was evaluated. Experimental factors affecting the dye removal efficiency such as sorbent weight (0.08 g), ionic strength (without salt addition), pH (4), sample volume (10 ml), and contact time (20 min) were optimized by Taguchi experimental design. The results revealed that removal efficiency of reactive yellow was more than 97% in optimal conditions. Pseudo first order, pseudo second order, intraparticle diffusion and Ilovich models were considered to evaluate the rate parameters. Kinetic data were fully fitted to the pseudo-second order kinetic model. Also, the adsorption equilibrium was represented with Langmuir, Freundlich and Temkin isotherm models. The fitting of data for dye sorption onto the Fe3O4@SiO2@Kit-6-NH2 suggested that the Freundlich model gave a better fit than the Langmuir and Temkin models. The results showed that Fe3O4@SiO2@Kit-‌6 nanocomposite modified with amine groups can be used as an alternative low cost adsorbent for removal of anionic pollutants from aqueous solutions.