18892

۱۸۸۹۲

سنتز و شناسايي هيدروكسيدهاي لايه‌اي دوگانه كبالت‐آلومينيوم (Co-Al-LDH) و بررسي كاربردهاي آنها

كارشناسي ارشد

شيمي معدني

۱۶/۱۲/۹۶

دكتر فرانك منطقي

شيمي

هيدروكسيدهاي لايه‌اي دوگانه كبالت‐آلومينيوم با دو روش مكانوشيميايي و مكانوهيدروترمال به طورموفقيت‌آميزي تهيه شدند. اين ماده در يك هاون ساده با عمل خردايش دستي نمك‌هاي آبدار كبالت و آلومينيوم و سود سنتز شد، در حالي‌كه روش مكانوهيدروترمال فرايند هيدروترمال بعدي را شامل شد. الگوي پراش پرتوي ايكس نمونه‌ي سنتز شده با هاون همه‌ي ويژگي‌هاي ساختار لايه‌اي را با بلورينگي كم‌تر نشان داد. گرچه اين نتايج نشان مي‌دهد فرايند هيدروترمال منجر به كاهش كوچك اما قابل ملاحظه‌اي در فضاي بين لايه‌اي شد. اين مطالعه همچنين نشان داد كه ويژگي‌هاي LDH سنتز شده از هر دو روش با آنچه كه از روش‌هاي مرسوم مانند روش همرسوبي استفاده مي‌شود، اما با صرفه‌جويي در زمان، حلال وانرژي قابل مقايسه است. Co-Al-LDH تازه تهيه شده جذب سطحي بالايي نسبت به نارنجي متيل، مترونيدازول و تتراسايكلين نشان داد. آزمايش‌هاي جذب سطحي يكپارچه در دماي اتاق و تحت شرايط مختلف مانند زمان تماس، مقدار جاذب و غلظت آلاينده انجام شد. نتايج مطالعه‌هاي هم‌دمايي نشان داد كه جذب سطحي رنگ بر روي LDH متناسب با معادله‌ي لانگموير با ظرفيت جذب ۶۵۷/۱۲mg/g است، گرچه حذف تتراسايكلين و مترونيدازول از مدل هم‌دماي سيپس با حداكثر ظرفيت جذب ۱۱۹/۹۰ و ۱۸۰mg/g پيروي مي‌كند. با توجه به ظرفيت حذف عالي نارنجي متيل، تتراسايكلين و مترونيدازول، Co-Al-LDH مي‌تواند يك جاذب بالقوه براي تصفيه فاضلاب باشد. كليد واژگان: هيدروكسيد لايه‌اي دوگانه، مكانوشيميايي، مكانوهيدروترمال، جذب سطحي ، هم‌دما

1397/02/23

3/20/2024 12:00:00 AM

Cobalt-aluminum layered double hydroxide (Co-Al-LDH) was successfully prepared by mechanochemical and mechano-hydrothermal methods. It was synthesized in a mortar by manually grinding the hydrated cobalt and aluminum nitrate salts with sodium hydroxide, however a mechano–hydrothermal method involved subsequent hydrothermal treatment. The powder XRD patterns of the sample prepared in the mortar showed all the characteristics of a layered structure but with a lower crystallinity. However, these results indicate that the hydrothermal treatment has led to a small but observable decrease in the interlayer spacing. The study also revealed that the properties of the synthesized LDH is comparable to that obtained from standard methods such as co-precipitation method, but with time, solvent and energy saving. The as-prepared Co-Al-LDH exhibited a high adsorption activity to the methyl orange dye, metronidazol and tetracycline. Batch adsorption experiments were carried out at room temperature under various conditions such as contact time, adsorbate mass and pollutant concentration. The results of isotherm studies showed that adsorption of dye onto LDH fits to the Langmuire equation with sorption capacity of 657.12mg/g, although the removal of tetracycline and metronidazol followed the Sips isotherm model with maximum sorption capacity of 119.90 and 180 mg/g respectively. Due to the excellent removal capacity of methyl orange and tetracycline and metronidazol, the Co-Al-LDH could be a promising adsorbent for wastewater treatment. Keywords: Layered Double Hydroxide, Mechanochemical, Mechano-hydrothermal, Absorption, Isotherm