21060

۲۱۰۶۰

سنتز و شناسايي نانوكامپوزيت هاي مغناطيسي اصلاح شده با پورفيرين TCPP و برر سي كاربرد آن ها در حذف آلاينده ها

دكتري

شيمي معدني

۱۳۹۳

۱۳۹۸/۰۴/۲۳

دكتر رحمت اله رحيمي

دكتر محبوبه رباني

شيمي

در پژوهش حاضر، در اولين مرحله نانوكامپوزيت سه جزيي مغناطيسي جديد متشكل از روي فريت، پلي تيوفن و پورفيرين به وسيله پوشش دهي نانوذرات روي فريت با پلي تيوفن و سپس اصلاح با تتراكيس (4-كربوكسي فنيل) پورفيرين ((TCPP با موفقيت تهيه گرديد. نانوكامپوزيت سنتز شده ي ZnFe2O4@Polythiophene/TCPP با روش هايFT-IR ،XRD ،EDX ،SEM ،DRS و VSMمورد بررسي و شناسايي قرار گرفت. افزون بر اين، فعاليت كاتاليزگري نوري و جذبي نمونه هاي تهيه شده براي حذف نارنجي متيل، آبي متيلن و مخلوط نارنجي متيل و آبي متيلن در تاريكي و تحت تابش نور مريي LED مورد مطالعه قرار گرفت. نتايج بيانگر اين است كه نانوكامپوزيت سنتز شده نه تنها خصلت جذبي و كاتاليزگري نوري خوبي براي حذف آبي متيلن و نارنجي متيل نشان مي دهد، بلكه به آساني با به كارگيري ميدان مغناطيس خارجي از محيط واكنش قابل جداسازي است و مي-تواند دوباره مورد استفاده قرار گيرد. فعاليت كاتاليزگري نوري نانوكامپوزيت ZnFe2O4@Polythiophene/TCPP براي تخريب نوري نارنجي متيل پس از 180 دقيقه تابش تحت نور مريي، 94 % بوده است. در مرحله بعد، نانوكامپوزيت سه جزيي جديد مس فريت@ پلي آنيلين/پورفيرين (CuFe2O4@PANI/TCPP) با قابليت بازيافت مغناطيسي، خصلت جذبي و فعاليت كاتاليزگري نوري تحت تابش نور مريي با موفقيت سنتز گرديد. نانوكامپوزيت سنتز شده به وسيله روش هايFT-IR ،SEM ،TEM ،EDX ،XRD ،VSM ، TGA وBET مورد شناسايي قرار گرفت. فعاليت كاتاليزگري نوري و جذبي نانوكامپوزيت هاي سنتز شده براي حذف آبي متيلن و نارنجي متيل مورد مطالعه قرار گرفت و با نتايج حاصل از مس فريت خالص و CuFe2O4@PANI مقايسه شد. نتايج بيانگر اين موضوع بود كه نانوكامپوزيت CuFe2O4@PANI ظرفيت جذبي بالايي را براي نارنجي متيل كه يك رنگدانه آنيوني است نشان مي دهد كه به برهمكنش هاي الكترواستاتيك بين گروه هاي باردار منفي اين رنگدانه و ساختار باردار مثبت پلي آنيلين نسبت داده مي شود. بيشينه ظرفيت جذبي نانوكامپوزيت براي جذب نارنجي متيلmg g-1 9/345 برآورد شده است. از طرف ديگر اصلاح نانوكامپوزيت CuFe2O4@PANI با پورفيرين خصلت كاتاليزگري نوري آن را افزايش مي دهد. نتايج به دست آمده نشان مي دهد كه تركيب CuFe2O4، PANI و TCPP عملكرد خوبي را براي حذف نارنجي متيل و آبي متيلن نشان مي دهد. نانوكامپوزيت سنتز شده به آساني با استفاده از ميدان مغناطيسي خارجي از محيط واكنش جدا مي شود.

1398/06/25

Synthesis and Characterization of Magnetic Nanocomposites Modefied with TCPP Porphyrin, and Investigation of Pollutants Removal

7/14/2019 12:00:00 AM

In the first step of this project, a new magnetically responsive three-component nanocomposite consisting of ZnFe2O4, polythiophene and porphyrin was successfully prepared by coating of ZnFe2O4 nanoparticles with polythiophene and subsequent modification with tetrakis (4-carboxyphenyl) prophyrin (TCPP). The prepared ZnFe2O4@Polythiophene/TCPP nanocomposite was investigated by FT-IR, XRD, EDX, SEM, DRS and VSM techniques. In addition, photocatalytic–adsorption activities of prepared samples were carried out for removal of methyl orange, methylene blue and mixture of methyl orange and methylene blue in dark and under visible LED light irradiation. The results indicated that the synthesized nanocomposite not only shows excellent adsorption and photocatalytic activity for removal of MB and MO, but also can be separated easily by an external magnet and reused again. The photodegredation activity of ZnFe2O4@Polythiophene/TCPP nanocomposite for methyl orange removal was 94% after 180 min irradiation under visible light. In the next step, a new three-component copper ferrite@polyaniline/porphyrin nanocomposite )CuFe2O4@PANI/TCPP ( was successfully prepared with magnetic cycling, adsorption and photocatalytic activity under visible light irradiation. The as-prepared nanocomposite has been characterized by FT-IR, SEM, TEM, EDX, XRD, VSM, TGA and BET techniques. The photocatalytic–adsorption activities of the synthesized nanocomposite were studied for removal of methylene blue and methyl orange and compared with those of pure CuFe2O4 and CuFe2O4@PANI nanocomposite. The fabricated CuFe2O4@PANI nanocomposite demonstrated high capacity in adsorption of methyl orange, as an anionic dye, with high efficiency, because the negatively charged groups of this dye undergo chemical interactions with the positively charged structure of polyaniline. The maximum adsorption capacity of CuFe2O4@PANI nanocomposite for methyl orange adsorption was 345.9 mg g-1. On the other hand, modification of the synthesized CuFe2O4@PANI nanocomosite with porphyrin greatly enhances its photocatalytic activity. The obtained results showed that the combination of CuFe2O4, PANI and TCPP exhibited an excellent performance for the removal of methyl orange and methylene blue. The synthesized nanocomposite can be easily recovered from the reaction medium by using an external magnet.