30641

سنتز و شناسايي نانو كامپوزيت زيستي صمغ مغناطيسي عامل‌دار شده با اتيلن دي آمين تترا استيك اسيد/ مس(II) و كاربرد آن در كاهش كاتاليزوري 4- نيترو‌فنول و آلاينده‌هاي رنگي در محيط‌هاي آبي

كارشناسي ارشد

شيمي آلي

1400

1402/10/30

دكتر حسين غفوري

شيمي

ارائه راهكار‌هاي جديد تصفيه پساب براي حذف و كاهش آلاينده‌هاي آلي خطرناك در سراسر جهان از اهميت ويژه‌اي برخوردار است. از اين رو، كاهش كاتاليزوري آلاينده‌هاي آبي همچون فلزات سنگين، تركيبات نيترو آروماتيك، رنگ‌ها (كاتيوني، آنيوني و آزو) و سموم كشاورزي كه در صنايع گوناگون استفاده مي‌شوند، مورد توجه بسياري از محققان علوم مختلف قرار گرفته‌ است. در اين راستا و در جهت بهبود كيفيت منابع آبي، نانوكامپوزيت زيستي Cherry Gum/Fe3O4/EDTA/Cu(II) با به كارگيري يك رويكرد سنتزي ساده و در جهت اهداف شيمي سبز سنتز شد. در اين پژوهش ابتدا رشته‌هاي پليمري صمغ درخت آلبالو به عنوان يك بايو پليمر طبيعي، غير سمي و سازگار با محيط زيست با استفاده از روشي ساده و به صورت درجا مغناطيسي شد. سپس، با استفاده از تركيب آلي اتيلن دي آمين تترا استيك اسيد عامل‌دار و در نهايت يون‌هاي مس (II) بر روي گروه‌هاي فعال EDTA و صمغ، تثبيت شد. ويژگي‌هاي گوناگون اين نانوكامپوزيت زيستي مانند گروه‌هاي عاملي، تركيب عنصري، مورفولوژي سطح، خاصيت مغناطيسي و پايداري حرارتي آن با استفاده از آناليز‌هايي همچون FT-IR، EDS، XRD، FE-SEM، VSM و TGA شناسايي شد. در نهايت، خاصيت كاتاليزوري نانوكامپوزيت زيستي تهيه شده در واكنش كاهش مشتقات مختلف از جمله 4- نيتروفنول، متيلن بلو، رودامين B و متيل اورانژ در حضور كاهنده سبز NaBH4، مورد مطالعه قرار گرفت. بر اساس نتايج بدست آمده از طيف سنجي UV-Vis، ثابت سرعت ظاهري و راندمان براي كاهش كاتاليزوري 4- نيتروفنول، متيلن بلو، رودامين B و متيل اورانژ به ترتيب s-1 0258/0 و 98 درصد، s-1 0205/0 و 96 درصد، s-1 0323/0 و 97 درصد، s-1 005/0 و 96 درصد بدست آمد. فعاليت عالي در واكنش كاهش كاتاليزوري، جداسازي راحت، پايداري حرارتي بالا، سنتز آسان و كم هزينه، زمان واكنش كوتاه، ويژگي‌هاي ساختاري عالي از قبيل گروه‌هاي هيدروكسيل فراوان و قابليت استفاده مجدد تا چهار بار بدون از دست دادن درصد قابل توجهي از راندمان محصول، اين نانوكامپوزيت را به يك كاتاليزگر عالي براي واكنش كاهش آلاينده‌ها در محيط آبي تبديل كرده است.

1402/12/28

Synthesis and Identification of magnetic gum bionanocomposite functionalized with EDTA/Cu(II) and its application in catalytic reduction of 4-nitrophenol and dye pollutants in aqueous environments

1/19/2025 12:00:00 AM

Providing new wastewater treatment solutions to remove and reduce hazardous organic pollutants around the world is of particular importance. Therefore, the catalytic reduction of water pollutants such as heavy metals, nitroaromatic compounds, dyes (cationic, anionic and azo) and agricultural poisons used in various industries has attracted the attention of many researchers of different sciences. In this direction and in order to improve the quality of water resources, the biological nanocomposite Cherry Gum/Fe3O4/EDTA/Cu(II) was synthesized by using a simple synthetic approach and towards the goals of green chemistry. In this research, firstly, polymer strands of cherry gum as a natural, non-toxic and environmentally friendly biopolymer were magnetized using a simple method and in situ. Then, it was stabilized using the organic compound of ethylene diamine tetra acetic acid and finally copper (II) ions on the active groups of EDTA and gum. Various characteristics of this biological nanocomposite such as functional groups, elemental composition, surface morphology, magnetic properties and thermal stability were identified using analyzes such as FT-IR, EDS, XRD, FE-SEM, VSM and TGA. Finally, the catalytic property of the prepared biological nanocomposite was studied in the reduction reaction of various derivatives including 4-nitrophenol, methylene blue, rhodamine B and methyl orange in the presence of the green reducing agent NaBH4. Based on the results obtained from UV-Vis spectroscopy, the apparent rate constant and efficiency for the catalytic reduction of 4-nitrophenol, methylene blue, rhodamine B and methyl orange are 0.0258 s-1 and 98%, 0.0205 s-1 respectively. And 96%, s-1 0.0323 and 97%, s-1 0.005 and 96% were obtained. Excellent activity in the catalytic reduction reaction, convenient separation, high thermal stability, easy and low-cost synthesis, short reaction time, excellent structural features such as abundant hydroxyl groups, and reusability up to four times without losing a significant percentage of product efficiency. This has made the nanocomposite an excellent catalyst for the reduction reaction of pollutants in the aqueous environment.

صمغ مغناطيسي , نانوكامپوزيت زيستي , كاهش كاتاليزوري , 4- نيتروفنول , آلاينده‌هاي رنگي , 4- آمينو فنول

Magnetic gum , bionanocomposite , catalytic reduction , nitrophenol , dye contaminants , aminophenol

Zahra Nasri

Hossein Ghafuri