19515

۱۹۵۱۵

سنتز احتراقي محلولي نانوذرات فريت كبالت به منظور كاربرد در حذف يون كادميم از محلول هاي آبي

كارشناسي ارشد

استخراج فلزات

۱۳۹۴

۱۳۹۴/۲/۵

دكتر سيد مرتضي مسعودپناه - دكتر محمدرضا ابوطالبي

مواد و متالورژي

در اين پژوهش نانو ذرات CoFe2O4 با مساحت سطح ويژه بالا توسط روش سنتز احتراقي محلولي تهيه و به عنوان جاذب براي حذف يون كادميم از پسابهاي صنعتي به كار گرفته شد. پارامترهاي موثري در سنتز نانوذرات CoFe2O4 در نسبتهاي مختلف سوخت به اكسيدكننده بررسي شد. ابتدا pH محلول اوليه مورد بررسي قرار گرفت، سپس براي بررسي تاثير پيش سازه، از استات كبالت و نيترات كبالت استفاده شد و در نهايت تاثير سه نوع سوخت گلايسين، اوره و اسيد سيتريك مطالعه گرديد. پودر سنتز شده توسط آناليزهاي FTIR، DTA/TGA، XRD، SEM، TEM، BET و VSM مشخصهيابي شدند. طبق نتايج XRD، پودر CoFe2O4 تهيه شده تقريبا خالص بود. اندازهگيري سطح ويژه پودر CoFe2O4 سنتز شده با روش BET نشان داد كه با افزايش pH از 2 به 10 و همچنين با افزايش نسبت مولي سوخت به اكسيد كننده، مساحت سطح ويژه كاهش يافت. سطح ويژه گلايسين بدليل نرخ احتراق بالاتر براي محصولات گازي آزاد شده، بالاتر از بقيه سوختهاست. در فرآيند حذف يون كادميم از محلول آبي، بررسي تاثير زمان تماس نشان داد كه سينتيك فرآيند جذب از مدل شبه مرتبه دوم پيروي ميكند. ايزوترم هاي جذب به خوبي بر مدل فروندليك منطبق شدند. پودر CoFe2O4 سنتز شده با 75/0=ϕ، بيشترين ظرفيت جذب معادل mg/g 694 و نرخ جذب بالا به علت سطح ويژه بالاي آن معادل m2/g 185 و حجم تخلخل cm3/g 28/1 از خود نشان داد. كلمات كليدي: CoFe2O4، سنتز احتراقي محلولي، يون كادميم، مدل سينتيكي شبه مرتبه دوم، ايزوترم جذب فروندليك

1397/07/24

Solution combustion synthesis of cobalt ferrite nanoparticles for application in removal of Cd (II) from aqueous solutions

10/16/2018 12:00:00 AM

In this study, high surface area CoFe2O4 nanoparticles were synthesized by solution combustion method. The as-combusted magnetic CoFe2O4 were used as adsorbent for the removal of cadmium in industrial wastewater. Several effective parameters in synthesis of CoFe2O4 nanoparticles like pH of starting solution, effect of cobalt nitrate and cobalte acetate precursors and effect of three fuels (glycine, urea, and citric acid) were investigated in various fuel to oxidant ratios. The synthised powder were characterised by FTIR, DTA/TGA, XRD, SEM, TEM, BET, and VSM. XRD results indicated that the prepared CoFe2O4 powder is almost pure. Surface area measurements done with BET method, demonstrated the decrement of surface area by increase of both pH from 2 to 10 and fuel to oxidant molar ratio. The powder obtained with use of glycine has higher surface area due to the released gaseous products. Studying the effect of contact time in removal of cadmium ion from aqueous solutions showed that the kinetic of adsorption process fit to pseudo- second order model. The adsorption isotherms were well fitted on Freundlich model. The as-combusted CoFe2O4 powders at 􀀀=0.75 exhibited excellent adsorption capacity (694 mg g-1) and high adsorption rate, due to their high specific surface area (185 m2/g) and pore volume (1.28 cm3/g). Keywords: CoFe2O4, solution combustion synthesis, Cd (II), pseudo- second order model, Freundlich adsorbtion isotherm