سنتز نانوذرات مغناطيسي مگنتايت عاملدار شده با متالوپورفيرين نيوبيوم (V) براي حذف انتخابي يون فلويوريد از محيط‌‌‌هاي آبي

The synthesis of magnetite nanoparticles functionalized by Nb (V) - metalloporphyrin for the selective removal of fluoride ions from aqueous media

وجود مقادير زياد فلويوريد در منابع آبي اثري زيان بار بر سلامتي انسان دارد. يك نانوجاذب مغناطيسي جديد از طريق اصلاح نانوذرات Fe3O4 توسط 3-آمينو پروپيل تري اتوكسي سيلان (APTES) و متالوپورفيرين نيوبيوم (V) براي حذف يون‌هاي فلويوريد از محلول‌‌‌هاي آبي تهيه شد. عاملدار كردن Fe3O4 بطريق شيميايي و از طريق برهمكنش بين گروه‌‌‌هاي كربوكسيليك متالوپورفيرين نيوبيوم (V) و گروه‌‌‌هاي آمين APTES نشانده شده بر سطح مگنتايت انجام شد. خصوصيات نانوجاذب حاصله توسط روش‌‌‌هاي پراش اشعه X (XRD)، ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) و طيف سنجي مادون قرمز تبديل فوريه (FTIR) بررسي شد. عملكرد نانوذرات مغناطيسي اصلاح شده در حذف يون‌‌‌هاي فلويوريد برحسب pH، زمان تماس، ميزان جاذب و اثر آنيون‌‌‌هاي موجود در محلول آبي انجام شد. . تحت شرايط بهينه (pH :5/5، زمان تماس:30 دقيقه و ميزان جاذب:100 ميلي گرم) بازده فلويوريد زدايي %0/94بدست آمد. بازيابي فلويوريد جذب شده توسط NaOH امكان پذير است و امكان استفاده‌ي مجدد از اين نانوجاذب براي چهار دوره‌ي متوالي وجود دارد.

Abundance of amounts of fluoride in water resources has a harmful effect on human health. A new magnetic nanoadsorbent was developed by treating Fe3O4 nanoparticles with 3-aminopropyltriethoxysilane and Nb (V) - metalloporphyrin and applied to remove excessive fluoride from aqueous solutions. Nb (V) - metalloporphyrin was attached to Fe3O4 via the interaction between the carboxylic groups and the amine groups of APTES. Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR), elemental analysis, X-ray diffraction (XRD), and Scanning Electron Microscopy (SEM) were used to characterize the synthesized nanoparticles. The effect of pH, contact time, sorbent dosage and some co-existing anions present in aqueous solution was investigated. The results indicated that under optimal conditions (i.e. pH: 5.5, contact time: 30 min and sorbent dosage: 100 mg) the fluoride removal efficiency of 94.0% can be achieved. Regeneration of fluoride adsorbed material could be possible with NaOH and the modified magnetic nanoparticles exhibited good reusability for four cycles.