1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Известия РАН. Серия физическая
  4. T. 87, № 6, 2023

Известия РАН. Серия физическая, 2023, T. 87, № 6, стр. 819-827

Магнитные наночастицы Fe3O4, модифицированные додецилсульфатом натрия для удаления метиленового синего из воды

К. Э. Магомедов 1, 2, *, А. С. Омельянчик 1, С. А. Воронцов 2, Э. Чижмар 3, В. В. Родионова 1, Е. В. Левада 1

1 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования “Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта”
Калининград, Россия

2 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования “Дагестанский государственный университет”
Махачкала, Россия

3 Университет имени П.Я. Шафарика, Институт физики
Кошице, Словакия

* E-mail: m_kurban@mail.ru

Поступила в редакцию 05.12.2022
После доработки 23.12.2022
Принята к публикации 27.02.2023

Аннотация

Обнаружено, что поверхностно-модифицированные магнитные наночастицы оксида железа со средним размером около 10 нм обладают высокой адсорбционной емкостью для сорбции загрязнителей из сточных вод. Значительным преимуществом использования магнитных материалов является возможность извлекать сорбент с помощью внешнего магнитного поля, что делает процесс очистки более эффективным. Показано, что анионное вещество додецилсульфат натрия увеличивает электростатическое притяжение к катионному соединению метиленового синего, а также препятствует агрегации наночастиц, увеличивая активную поверхность. Сорбционная емкость магнитных наночастиц после поверхностной функционализации увеличилась в 250 раз по сравнению с немодифицированными наночастицами оксида железа. Определены механизм и кинетические параметры процесса сорбции, а также оптимальные условия для увеличения эффективности процесса сорбции.

Список литературы

  1. Islam M.A., Ali I., Karim S.M.A. et al. // J. Water Process Eng. 2019. V. 32. Art. No. 100911.

  2. Nidheesh P.V., Zhou M., Oturan M.A. // Chemosphere. 2018. V. 197. P. 210.

  3. Dutta S., Gupt, B., Srivastava S.K., Gupt A.K. // Mater. Advances. 2021. V. 2. No. 14. P. 4497.

  4. Piaskowski K., Świderska-Dąbrowska R., Zarzyck P.K. // J. AOAC Int. 2018. V. 101. No. 5. P. 1371.

  5. Ren L., Zhao G., Pan L. et al. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2021. V. 13. No. 16. P. 19176.

  6. Bal G., Thakur A. // Materials Today. 2022. V. 50. Part 5. P. 1575.

  7. Bilal M., Ihsanullah I., Hassan Shah M.U. et al. // J. Environ. Manage. 2022. V. 321. Art. No. 115981.

  8. Orudzhev F., Ramazanov S., Sobola D. et al. // Nano Energy. 2021. V. 90. Art. No. 106586.

  9. Orudzhev F., Ramazanov S., Sobola D. et al. // Nanomaterials. 2020. V. 10. № 11. Art. No. 2183.

  10. Juang R.S., Wu F.C., Tseng R.L. // Colloids Surf. A. 2002. V. 201. No. 1–3. P. 191.

  11. Hussain Z., Chang N., Sun J. et al. // J. Hazard. Mater. 2021. V. 422. Art. No. 126778.

  12. Alam M.Z., Bari M.N., Kawsari S. // Environ. Sustain. Ind. 2022. V. 14. Art. No. 100176.

  13. Verma R., Asthana A., Singh A.K. et al. // Microchemical J. 2017. V. 130. P. 168.

  14. Campos A.F.C., Reis P.F., Neiva J.V.C.M. et al. // Mater. Res. 2021. V. 25. No. 4. Art. No. e20210217.

  15. de Oliveira H.A.L., Campos A.F.C., Gomide G. et al. // Colloids Surf. A. 2020. V. 600. Art. No. 125002.

  16. Campos A.F.C., Michels-Brito P.H., da Silva F.G. et al. // J. Environ. Chem. Eng. 2019. V. 7. No. 2. Art. No. 103031.

  17. Talbot D., Queiros Campos J., Checa-Fernandez B.L. et al. // ACS Omega. 2021. V. 6. No. 29. P. 19086.

  18. Li L.H., Xiao J., Liu P., Yang G.W. // Sci. Reports. 2015. V. 5. Art. No. 9028.

  19. Lu H., Zhang L., Wang B. et al. // Cellulose. 2019. V. 26. No. 8. P. 4909.

  20. Ali I. // Chem. Rev. 2012. V. 112. No. 10. P. 5073.

  21. Simonsen G., Strand M., Øye G. // J. Petrol. Sci. Eng. 2018. V. 165. P. 488.

  22. Yin F., Yu J., Gupta S. et al. // Fuel Proc. Technol. 2014. V. 117. P. 17.

  23. Salvador M., Moyano A., Martínez-García J.C. et al. // J. Nanosci. Nanotechnol. 2019. V. 19. No. 12. P. 4839.

  24. Socoliuc V., Peddis D., Petrenko V.I. et al. // Magnetochemistry. 2020. V. 6. No. 1. Art. No. 2.

  25. Silva F.G. da, Depeyrot J., Campos A.F.C. et al. // J. Nanosci. Nanotechnol. 2019. V. 19. No. 8. P. 4888.

  26. Massart R. // IEEE Trans. Magn. 1981. V. 17. No. 2. P. 1247.

  27. Omelyanchik A., da Silva F.G., Gomide G. et al. // J. Alloys Compounds. 2021. V. 883. Art. No. 160779.

  28. Omelyanchik A., Kamzin A.S., Valiullin A.A. et al. // Colloids Surf. A. 2022. V. 647. Art. No. 129090.

  29. Lu A.H., Salabas E.L., Schüth F. // Angew. Chem. Int. Ed. 2007. V. 46. No. 8. P. 1222.

  30. Illés E., Szekeres M., Kupcsik E. et al. // Colloids Surf. A. 2014. V. 460. P. 429.

  31. Tombácz E., Bica D., Hajdú A. et al. // J. Phys. Cond. Matt. 2008. V. 20. Art. No. 204103.

  32. Abdolrahimi M., Vasilakaki M., Slimani S. et al. // Nanomaterials. 2021. V. 11. No. 7. Art. No. 1787.

  33. Illés E., Szekeres M., Kupcsik E. et al. // Colloids Surf. A. 2014. V. 460. P. 429.

  34. Feitoza N.C., Gonçalves T.D., Mesquita J.J. et al. // J. Hazard. Mater. 2014. V. 264. No. 1. P. 153.

  35. Rcuciu M., Creang D.E., Airinei A. // Eur. Phys. J. E. 2006. V. 21. No. 2. P. 117.

  36. Li L., Mak K.Y., Leung C.W. et al. // Microelectron. Eng. 2013. V. 110. No. 10. P. 329.

  37. Campos A.F.C., Michels-Brito P.H., da Silva F.G. et al. // J. Environ. Chem. Eng. 2019. V. 7. No. 2. Art. No. 103031.

  38. Sandler S.E., Fellows B.D., Mefford O.T. // Analyt. Chem. 2019. V. 91. No. 22. P. 14159.

  39. Sharifi Dehsari H., Ksenofontov V., Möller A. et al. // J. Phys. Chem. C. 2018. V. 122. No. 49. P. 28292.

  40. Pacakova B., Kubickova S., Reznickova A. et al. Spinel ferrite nanoparticles: correlation of structure and magnetism. In: Magnetic spinels. Synthesis, properties and applications. InTech, 2017.

  41. Frison R., Cernuto G., Cervellino A. et al. // Chem. Mater. 2013. V. 25. No. 23. P. 4820.

  42. Bruvera I.J., Mendoza Zélis P., Pilar Calatayud M. et al. // J. Appl. Phys. 2015. V. 118. No. 18. Art. No. 184304.

  43. Muscas G., Jovanovi S., Vukomanovi M. et al. // J. Alloys Compounds. 2019. V. 796. No. 5. P. 203.

  44. Morrish A.H. The physical principles of magnetism. Piscataway: IEEE Press, 1965. 700 p.

  45. Batlle X., Pérez N., Guardia P. et al. // J. Appl. Phys. 2011. V. 109. No. 7. P. 1.

  46. Petrinic I., Stergar J., Bukšek H. et al. // Nanomaterials. 2021. V. 11. Art. No. 2965.

  47. Zhao X., Shi Y., Wang T. et al. // J. Chromatogr. A. 2008. V. 1188. No. 2. P. 140.

  48. Reddy D.H.K., Yun Y.S. // Coord. Chem. Rev. 2016. V. 315. P. 90.

  49. Ho Y.S., McKay G. // Process Biochem. 1999. V. 34. P. 451.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Известия РАН. Серия физическая

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал