文摘

原位聚合技术已成功用于生产纳米二元纳米复合材料(nc)由保利(3-nitrothiophen)矩阵(P3NT)加载有效地与银纳米粒子(NPs)二氧化钛(AgTiO₂),不同的比例(10%、20%和30%)。一个统一的P3NT涵盖了AgTiO涂料₂NPs。各种方法进行确认的制造二进制P3NT / AgTiO₂nc吸附剂,如红外光谱、XRD、SEM和EDX。染料(亮绿(人)和结晶紫(简历))被从液体媒体使用二进制P3NT / AgTiO₂nc。一系列的批量吸附研究被用来优化各种因素影响人的消除或简历染料,包括pH值、体重的二进制P3NT / AgTiO₂数控,AgTiO比例₂NP、时间和温度。pseudo-second-order动力学( )更好的适应吸附过程的经验数据,简历染料的最大吸附容量为43.10毫克/克( )的最大吸附可能是40.16毫克/克人染料,成功pseudo-second-order动力学。此外,伞齿轮的附着力和简历色素层的nc涉及一个吸热反应。此外,编造了吸附剂不仅表现出很强的吸附特征在连续四个周期还拥有更高的潜在的重用。根据研究结果,nc可能被用作一个健壮的和可重复使用的吸附剂去除人的简历颜料水介质。

1。介绍

无休止的排放污染物的环境定位水污染在一些最高的环境问题。多样化的使用各种染料的特点是操作的多个行业如纺织、印刷、皮革、石油、塑料、和药品(1]。组件传播有毒有机化合物的废水在生产的彩色颜料的存在导致大量的芳香,多环、杂环化学物质可能会影响人类的健康和幸福2]。着色剂可能在环境中存在较长时间的形式有机分子有一个稳定的配置。另外,存在不同的芳香材料复杂结构的染料废水往往使废水的处理效率相当具有挑战性,是因为其强大的颜色稳定,浓度,低效率的退化。因此,工业废水含有染料处理前的预处理已经吸引了越来越多的关注在过去的几年中2]。的平均年产量735吨染料完成交易目的总10000个品种的染料。可用的数据证实了超过15%的这类染料的放电形式的液体浪费在商业生产的过程3]。源源不断浪费产业包含染料对环境有害,可以与高毒性(i),(2)缺乏光解的能力,(3)提高了稳定性,(iv)和快速退化(4]。此外,人类也体验恶心、呕吐、贫血由于染料颗粒的存在环境中(5]。此外,皮肤被暴露在高度敏感性和刺激接触染料后,可能会导致恶性突变(3]。治疗有机颜料有复杂的分子组成与其他化合物改变它们的颜色较差或亮色调(6]。亮绿(人)染料是一种阳离子,三苯基氮结构,用于兽医药品,biopigmentation,纺织品的染色,制造彩色打印机的墨水和皮肤产品的形式补充鸡的食物调节寄生生物和真菌的生长(7]。它会启动多种健康问题,包括咳嗽、腹泻、呼吸困难、恶心、呕吐,和痛苦的冲8]。结晶紫(简历)此外公认为甲基紫是一种水溶性染料,分为阳离子染料三苯甲烷。它作为酸碱指示剂;它也广泛应用于纺织工业、药物添加剂,微生物染色(9]。然而,简历染料可能会导致眼睛燃烧和永久性眼睛/角膜损伤。其吸入引起呕吐、恶心、过度出汗、腹泻、运动过强,胃痛9]。根据Bhasikuttan et al。10),简历染料的毒性是由于氧化压力产生的活性氧类(10]。阳离子染料被认为是高度有毒和危险的阴离子染料相比,由于获得的原子带正电的阳离子之间的绑定和负电荷的细胞墙。隐居的阳离子染料废水是因此必要的隔离成水(前11]的规定需要净化的水和消除的染料废水之前其在水体的释放。废水污染的染料可以通过多种技术,包括但不限于混凝、吸附、膜分离、提取溶剂、催化分解,化学凝结,反渗透12]。由于复杂的芳香结构的染料,标准治疗程序无法删除的染料废水,通常这些染料的稳定性增加。吸附技术最近引起了相当大的关注。由于其操作简单性能优异、高有效性以及可用性不同的吸附剂,它被认为是更便宜和有效的方法去除不同种类的染料13]。铌的代理之间的相关性,因此越来越多的交互调节的阳离子M.B.和简历染料的吸附特性。这证实了其快速的带负电荷的吸引材料(14]。在大多数发展中国家,这种方法已经成为流行和潜在由于其易于操作,简单起见,污泥产量最低,biosorbent再生率最高。吸附过程的财务可行性使彻底消除污染物对环境没有任何副作用(15]。不巧的是,大多数这些吸附剂的吸附能力相对较低。因此,吸附剂表面最近积极适应提高其吸附能力(2]。高环境耐力,独特的氧化还原电行为,掺杂或冷冻可持续性,容易synthesization,和大量的使用引起了极大的兴趣对polythiophene(甲状旁腺素)16]。效率作为电气捐助者,相关性洞发射器,热稳定性和可见光吸收能力是控制聚合物如甲状旁腺素特征π共轭电子框架(17]。的Khatamian et al .,甲状旁腺素/氧化锌和甲状旁腺素/ TiO₂表现出较高的可见光的吸收,增加染料的能力消除纯氧化锌和TiO相比₂分别为(17]。硝基取代甲状旁腺素改变聚合物的电特性,从而扩大其实用性在商业流程。甲状旁腺素或更换甲状旁腺素可以显示强烈的吸附特性在耦合金属或金属氧化物或两者的混合物。TiO₂特别是具有活性的氧,通过一个与甲状旁腺素或其副产品π- - - - - -πTiO的非极性部分之间的相互作用发生₂和甲状旁腺素的分子层16]。一般来说,各种各样的氧化物包括氧化锌,TiO₂,Bi₂O₃、分别和卧室₃利用清除大量的有机污染物,如17吗β在纯态时雌二醇或组合形式与其他金属或非金属(碳纳米材料,非晶态硼,等等)的化合物(18]。TiO₂也被广泛用于保护环境,特别是photodecomposing偶氮颜料由于其成本低、无毒的特性,nonphoto腐蚀性,而且,最重要的是,高染料消除潜在的(19]。然而,TiO的宽禁带(3.2 eV)₂很大程度上限制了其实际的使用(20.]。此外,只有紫外线能刺激TiO₂生产双光电子漏洞,从而暗示使用可见光的速度是相当低的,成对的电子空穴,e, hμ重组非常快,主要是在纳秒(21]。因此,TiO的变换₂越来越有趣。Pt, Pd,非盟是TiO最常使用贵金属₂修改(22]。尽管这些贵金属昂贵的成本,使一些研究人员使用Ag作为替代金属改善TiO的吸附能力₂(19),在最近的研究分析中,几种方法的基础上,改进有机染料的吸附剂材料移除使用Ag)转换技术已经出版。例如,表面化学的发展和优化选择性去除TiO等亲水性物质的使用₂和Ag-TiO₂一直在传播(23]。最好的限制我们所知,没有研究AgTiO的吸附行为₂nc基于取代甲状旁腺素已发表文献中。AgTiO₂NPs与取代甲状旁腺素聚合矩阵是倾向于增强其生态兼容性,预防收集、最小化易浸出,增加吸附能力。一种新型、高效、创建和负担得起的、创新的吸附剂在这项研究中,使用一个原位化学聚合技术结合AgTiO P3NT各种衣服₂。这个集团包含了每个组件的好处,由于这推荐的吸附剂的吸附效率提高了,因为增加的活跃点的骨干聚合物字符串,从而导致更高的染料排除的能力。XRD、红外光谱、EDX和SEM方法用于检查了nc的结构和形态,而紫外可见光谱技术协助提高人的简历染料的消除能力评估nc的水解决方案。此外,众多的因素,包括pH值,热,摇晃的时候,时间,质量,和离子能力的影响,影响消除染料也被检查的过程中,吸附的数据被审查后的帮助下多个热力学和动力学条件。

2。实验分析

2.1。试剂和材料

乙二醇(EG)的采购来源,噻吩,和过硫酸铵(APS)是丙烯酰胺在瑞士,而美国Sigma-Aldrich是干冰的采购地点,氯仿、无水硫酸钠(Na₂所以₄),无水氯仿、氯磺酸(HSO汽车贸易公司₃Cl)、硝酸银、氢氧化钠(氢氧化钠),浓硫酸(H₂所以₄)、盐酸(HCl),氘二甲亚砜(DMSO-d₆,99.8%)、氯磺酸(HSO汽车贸易公司₃CCl Cl)、四氯化碳(₄),硝酸(HNO₃)。中国XFNANO先进材料供应商公司协助TiO的采购₂粉。整个范围的溶剂和其他元素的分析品位和使用不受任何进一步的净化过程。奥尔德里奇化学有限公司,位于密尔沃基WC。,USA, was the source of procuring a stock solution of B.G. and C.V. dyes (100 μg·毫升⁻¹)。5到25的额外稀释股票的解决方案μg·毫升⁻¹准备与去离子水的援助。Bitton-Robinson的范围(BR)缓冲区的pH值从2到11与盐酸或氢氧化钠(0.1摩尔·L¹)已经被用作萃取剂对染料的吸附(二进制P3NT agtio / 30%₂nc)。

2.2。装置

超声破碎法实现了360 W, 40 kHz,型号GD0610,广东,中国。D8力量模型,与铜Ka射线援助,作为执行的依据粉末x射线衍射(XRD)分析。使用模型广达250 FEG了扫描电子显微镜(SEM)图像。收购¹HNMR谱在布鲁克DPX 600 MHz光谱仪DMSO-d₆使用内在标准四甲基硅烷(TMS)是在正常室温设置完成的。光谱仪JASCO模型用于实现傅里叶变换红外(FTIR)光谱带的4000 - 300厘米⁻¹。UV-apparent分光光度计(190 - 1100 nm) (PerkinElmer模型λ25日,美国有一个宽10毫米石英细胞通路被用来确定所有的光谱光度测量的维度,从而证明的人,简历染料通过(二进制P3NT agtio / 30%₂nc)吸附剂。数字化微量吸液管(Volac)被用于股票的准备解决方案,其酸度测定是通过使用一个计940(猎户座/ EA模型)。一个四位数字数字资产(美国公民尺度Inc .)的高灵敏度也被用于这项研究。Milli-Q +工具(美国微孔,贝德福德,MA)协助获得去离子水混合产生的解决方案。

2.3。制备3-Nitrothiophene(3元)

Blatp等人采用的技术方案中所示1准备3 nt有史以来第一次(24]。200毫升烧杯被用来混合13毫升无水氯仿和25 g (HSO汽车贸易公司₃Cl,其次是机械搅拌和添加7毫升噻吩4分钟的一段时间。干冰是直接添加到这个混合物保持温度在0度。然后,反应混合物被带回房间温度,干冰是后再添加到它的分解剩余HSO汽车贸易公司₃Cl。合成混合层的隔离,出水层的被使用了10毫升氯仿。与15毫升氯仿混合涂料的冲洗水和蒸馏脱水后无水Na₂所以₄。10 g thiophene-2-sulfonyl提取氯化六类似轮后,经过冷却后凝固。10 g的氯化thiophene-2-sulfonyl倒了一滴一滴地在一个小时的时间到50毫升沸腾HNO的解决方案₃与自动搅拌保持25至30°冷水沐浴。这个混合物是保持在40°倒在冰前一小时;结果,有机材料被使用隔离CCl 70毫升₄用水冲洗,蒸馏,干燥。因此,10 g 4-nitrothiophene-2-sulfonyl氯氯化thiophene-2-sulfonyl取得了8 g的愤怒在145 - 150°/ 4毫米,连同2 g 133 - 136°的沸腾氯化5-nitrophene-2-sulfonyl / 4分钟。30毫升水的混合物和8 g的氯化4-nitrothiophene-2-sulfonyl煮4小时下回流,使所有的元素酸性氯化物被瓦解。合成透明黄色的解决方案是保持整个晚上,之后70毫升集中H₂所以₄和50 g的冰被添加到它。最终的解决方案是受到加热在140°C到极其激烈的蒸汽被释放,并保持在这个温度进行蒸馏的过程。所需的所有反应的比例混合的90分钟完全蒸馏。3元的重量导致馏分油沉淀后3 g。

2.4。制备P3NT

原位聚合技术用于制备纯P3NT [25]。标准的制备方法包括以下步骤:2毫升的3 nt和100毫升1 M盐酸倒three-neck瓶250毫升的体积。超声破碎法的混合后的30分钟,这是左在冰浴冷却,直到它达到的温度0 - 4°C和一直搅拌直到那时。在大约30分钟,滴3 g的冷却方案过硫酸铵(APS)稀释100毫升1 M盐酸被添加到解决方案准备的气氛下氮和搅拌不断在0 - 4°C。在氮气环境中,聚合过程一直在持续的连续混合0 - 4°C 24小时。生成的沉淀积累了超速离心法之前用去离子水冲洗多次,直到滤液变无色,最后黑色粉状物质脱水在50°C的时间12小时。

2.5。制备AgTiO₂NPs

TiO的₂粉(0.005 wt %)第一次脱水烤箱3小时的时间之后,其直接与20毫升溶液混合比例的混合去离子水,如1:4和0.01 wt %的氢氧化钠,限制数量的TiO的Ag)粒子的表面合成₂。这一步后,电磁搅拌器混合被湿了24小时,然后,它分散了3分钟的超声波探头23 kHz的频率和500 W功率。在一般情况下,AgNO₃( )是合成TiO混在一块吗₂溶液分散,合并后15分钟25°C的援助声化学的方法。

2.6。P3NT / AgTiO做准备₂nc

最初,10% AgTiO₂NPs都涌入了三瓶250毫升的体积已经包含100毫升1 M盐酸,之后一个超声波机器辅助混合的混合物在室温下2小时。然后,2毫升3元添加到这个混合物,紧随其后的是30分钟的声波降解法。这种混合解决方案受到冰浴冷却直到它达到0 - 4°C,并不断搅拌,直到。3 g解决过硫酸铵(APS),已经冷却和扩散在100毫升1 M盐酸,是倒在氮气环境下一滴一滴地使解决方案在一个跨度30分钟,不断搅拌在0 - 4°C。超速离心法方法协助收集沉淀,这是用去离子水反复清理,直到达到无色滤液。合成细黑火药脱水在50°C的时间12小时。计划2描绘了P3NT / AgTiO的合成路线₂nc。这个分析是重复AgTiO比例20%和30%的两倍₂。表1描述了建议缩写P3NT / AgTiO₂nc。

2.7。分批提取步骤

一个独特的体重( )的二进制P3NT agtio / 30%₂nc是平衡pH值8 50毫升溶剂组成的简历染料(5毫克·L⁻¹)。另一个重量( )固相的二进制P3NT agtio / 30%₂nc和50毫升溶剂平衡pH值6人组成的染料(5毫克·L⁻¹)。瓶是用于搅拌实验解决方案75分钟。空白的光度检测试剂(3)是用来估计剩余染料溶液分离后的解决方案。吸附染料的量agtio P3NT / 30%₂nc当时估计计算染料的吸收速率的差异在水媒体pre - (Ab)和postremoval染料(Af)。最终,吸附比率(% ),(方程(2)整个数量的染料后获得平衡的单位( ),和弥散系数( )吸附染料的二进制P3NT agtio / 30%₂nc(方程(3))计算。吸附率和分布系数计算了平均三个独立的测量,主要是,±2%的精度。这之后,进行额外的分析温度和时间的影响搅拌的二进制P3NT agtio / 30%₂nc的染料保留能力。 在哪里和在溶液中是染料的初始和最终浓度(毫克/升),分别解决方案(L)的体积,然后呢agtio P3NT / 30%的质量吗₂nc (g)使用。

2.8。环境应用程序和示例集合

水样本收集三个变量来源探讨染料去除潜在的二进制P3NT agtio / 30%₂数控吸附剂:(I)红海的水流入城市吉达,面前KSA, (II)自来水的大学的化学系实验室位于吉达,吉达城市,哪些国家,和(3)从污水处理厂的污水收集样本阿卜杜勒阿齐兹国王大学位于吉达城市,哪些国家。0.45使用收集的样本μm膜过滤和安全在5°C在黑暗的聚四氟乙烯瓶。100毫升样本分配和酸碱6人染料和举行8简历染料,分别。因此,这些染料的解决方案是遍历agtio通过二进制P3NT / 30%₂数控在固相吸附剂,之后合成染料的浓度计算通过分光光度计。

3所示。结果和讨论

3.1。描述的样本

3.1.1。¹HNMR和傅立叶变换红外光谱研究

¹H NMR在DMSO-D6(图S1)是第一个检查产生的化学成分3元。¹H NMR表示集团aroma-rich环上的氮呈现强降单线态峰值δ-8.8 (b)记者芳香质子(Hc)邻位的两个极其electron-pulling磺酰和硝基组。在芳香族硝基的存在引起的位移价值,同事和几个额外的谱峰。

的红外光谱谱P3NT AgTiO₂NPs、二进制P3NT agtio / 10%₂nc、二进制P3NT agtio / 20%₂agtio nc和二进制P3NT / 30%₂nc。已经表示在图吗1。根据图1(一),所产生的P3NT描绘了乐队2800至3500厘米不等⁻¹因为的伸缩振动26]。另一方面,乐队在1462厘米⁻¹可见,由于对称C = C伸缩振动和那些在1709厘米吗⁻¹可见由于不对称C = C伸缩振动27]。突然乐队出现在783厘米⁻¹相当于债券的出平面振动模式之间共享C和H在噻吩环27]。碳氢键的平面变形所指的明显振动带观察到1042厘米⁻¹(28]。另一方面,一个乐队的出现为692厘米⁻¹匹配的弯曲模式c键的存在证明了噻吩(29日]。不对称拉伸的₂在1542厘米(N-O)可以看到⁻¹,没有₂的对称(N-O)拉伸最大值出现在1336厘米⁻¹。乐队明显在817厘米⁻¹被认为是动态碳氮伸展振动属性(30.]。通过这个结果P3NT形成确认。二进制的nc数据所示1(b) -1(e)在所有三个光谱存在典型的乐队在700厘米左右⁻¹指定用于TiO₂(31日]。此外,二进制nc的生产,以及在聚合物链的交互和AgTiO₂NPs在很大程度上证实了所有乐队P3NT相似。P3NT乐队的位置的变更(从1462年到1450厘米⁻¹从1709年转移到1654厘米⁻¹)与N-O(1336转到1339厘米⁻¹和1542转移到1547厘米⁻¹)和一个小乐队振幅下降表明,成功开发了nc。

3.1.2。XRD研究

图2显示AgTiO的XRD P3NT模式,₂二进制的NPs P3NT agtio / 10%₂二进制的nc nc agtio P3NT / 20%₂和二进制nc agtio P3NT / 30%₂。P3NT,聚合物的无定形的字符被定义为一个范围广泛的衍射峰明显2θ值下降15°和30°之间32]。明显nano-Ag波峰在2θ值与38.45°,46.35°,64.75°,和78.05°对应各自的水平(1 1 1),(2 0 0)(2 2 0),(3 1 1)验证AgTiO的存在₂NPs在二进制P3NT agtio / 10%₂agtio nc, P3NT / 20%₂agtio nc和P3NT / 30%₂nc共同(33]。TiO₂分析了2θ值的峰值25.22°,37.78°,47.94°,54.15°,54.96°,和62.69°,都被安排到各自的[101],[004],[200],[211],[105],[204]TiO的水平₂在一个典型的模式特征的锐钛矿相(JCPDS卡片。01-086-1157)(34]。AgTiO的存在₂NPs在所有的二进制nc指出AgTiO的出现₂波峰。P3NT典型的峰值强度小的二进制nc,它指向的完整吸收P3NT AgTiO表面₂NPs。这一发现也可能表明强烈的P3NT和AgTiO表面之间的粘合度₂NPs。同时,独特的强度diffractor纯AgTiO的山峰₂更高的比AgTiO吗₂nc的山峰,这表明AgTiO P3NT覆盖层的影响₂的晶体结构。因此,观测的红外光谱和x射线衍射测试证明产生的二进制nc成功,描绘优秀的结晶度和化学相互作用的能力。

3.1.3。SEM和EDX研究

P3NT表面形态及其复合材料在不同负载的AgTiO₂,如图3,检查评估的表面特征nc制造。图3(一个)P3NT描绘了SEM图像,反映了聚合物的不规则形态。大致均匀的球形的AgTiO形式₂NPs呈现在图3 (b)。相比于纯AgTiO₂NPs,二进制的变量形态P3NT agtio / 10%₂agtio nc,二进制P3NT / 20%₂agtio nc和二进制P3NT / 30%₂nc中表示数据3 (c),3 (d),3 (e),分别。的AgTiO₂NP表面覆盖层P3NT的二进制P3NT agtio / 10%₂nc,微小的形式出现,组装液滴直径相同的吸收边缘不均匀,有利于吸附过程。AgTiO的增加₂NP比例导致增强吸收点nc的表面所表现出的二进制P3NT agtio / 20%₂agtio nc和二进制P3NT / 30%₂nc,二进制P3NT agtio / 30%₂nc显然有大量的多孔位置,陷阱,表面上被吸附的染料。二进制P3NT / AgTiO₂数控表面表现出吸附的可能性的人,简历染料,得出图3。此外,存在的年代,C, N和O P3NT maxima Ag)的衍射,Ti, O是由EDX展出的频谱agtio P3NT / 30%₂nc如图4,这表明数控矩阵中的元素均匀分布,进一步证明了AgTiO患病率₂并在nc P3NT。

3.2。删除的简历和伞齿轮染料

P3NT、二进制P3NT agtio / 10%₂nc、二进制P3NT agtio / 20%₂agtio nc和二进制P3NT / 30%₂nc是象征着人的进一步应用和简历染料去除过程从水相。图5显示二进制增益和简历染料的去除P3NT比例、二进制P3NT agtio / 10%₂nc、二进制P3NT agtio / 20%₂agtio nc和二进制P3NT / 30%₂nc。研究结果证实了高染料去除潜在的二进制P3NT agtio / 30%₂nc相比其他人。因此,这是为研究和比较选择染料去除两个截然不同的染料的能力,也就是说,人的简历

简历的电子光谱和伞齿轮染料从水溶液阶段获得的吸收峰 的简历和 人色素,尽管高峰值大幅下降后搅拌agtio二进制P3NT / 30%₂nc在固相图来表示6。这一行动证实了二进制的染料去除功效P3NT agtio / 30%₂nc的水媒体。

3.3。保留的简历和伞齿轮染料水溶液agtio二进制P3NT / 30%₂nc

3.3.1。pH值对吸附的影响

溶液的pH值的一个关键标准对染料的吸附。吸附的关键检查配置文件完成后搅拌水媒体包含简历和伞齿轮染料在不同pH值的固相nc二进制P3NT agtio / 30%₂在室温下的75分钟。所有染料液相测定光度学的文章达到平衡(3]。然而,pH值增加的百分比的增加吸附(% E)的简历表面吸附二进制P3NT agtio / 30%₂nc直到pH值达到8的价值。然而,在这个级别,pH值的增加导致减少吸附的百分比。同样,%人的吸附agtio二进制P3NT / 30%₂nc生长明显与pH值的水平上升到6的值,之后,pH值降低的百分比的增加吸附。特征数据被描绘在图7。因此,根据这项研究,简历最好的价值和人的最优值 和 ,分别被氢氧化钠进行修改后和/或盐酸。

3.3.2。质量对吸附的影响

固相的质量影响的二进制agtio P3NT / 30%₂nc对染料吸附的比例从水溶液中提取本研究根据简历和伞齿轮染料在5 mg / L浓度水平,如图8,展品的百分比的增加染料消除水媒体从81.6%到98.1%的剂量的改变二进制P3NT agtio / 30%₂nc从5毫克到20毫克考虑人染料。与之相反,增加染料的去除效率是通过提高从75.8到98.7%剂量的二进制P3NT agtio / 30%₂nc伞齿轮染料从5毫克到20毫克。这样的染料去除效率峰值可以归因于更大潜在的可用性吸附活性中心的数量,因为数量的增加固相。因此,在这项研究中,5毫克的二进制P3NT agtio / 30%₂nc对应于78%的简历和72%人是从事分析其他参数对吸附过程的影响。

3.3.3。时间和温度的影响

本研究研究了接触时间对染色的影响去除由二进制P3NT agtio / 30%₂nc吸附剂;(图中显示的结果9)。调查表明,吸附过程和接触时间的增加是直接相关的。描绘一个更高的领域的染料吸附量在最初的50分钟表现出实现平衡的人,简历中染料的去除率的75分钟。染料吸收过程的几个步骤agtio二进制P3NT / 30%₂nc这一发现提出了如下提到的:(1)快速伞齿轮和C。V染料转移到外部表面二进制P3NT agtio / 30%₂nc和(2)一个显著延迟染料传播包之间的二进制P3NT agtio / 30%₂nc。此外,本研究评估的影响温度的水媒体人,简历染料的吸附过程。样本测试在4种不同的温度范围,包括283、295、313和328 K,不断搅拌。结果表明,显著提高溶液的温度导致相关染料除增加了二进制P3NT / 30% agtio2 nc,如图10。作为结论,提出了吸附过程是吸热的本质。

3.3.4。离子强度的影响

先₃代表了离子能力的影响,这将创建多个州的吸附协议的状态被吸引或排斥的染料种类以及表面固体阶段,称为静电相互作用。摘要本研究主要探讨离子强度的影响(先₃)人,简历染料的吸附能力在固相二进制P3NT agtio / 30%₂nc。各种浓度的离子强度(先₃),如0.025,0.05,0.075,和0.1 mol / L,被用来处理吸附实验,显示在图11。结果表明,增加离子解决方案将会导致人的吸附率略有下降,简历染料。减少可以归因于电荷的积累负载在吸附剂表面物种被二进制P3NT agtio / 30%₂nc。阳离子的存在像K⁺降低了吸附剂表面之间的相互作用和染料的物种35]。

3.4。动力学行为的人,简历agtio染料吸附在二进制P3NT / 30%₂数控固相

考试的动力学反应性染料水媒体agtio固相二进制P3NT / 30%₂数控吸附剂是非常至关重要的。它提供了一个重要的理解机制吸附的吸附和反应阶段。吸附取决于颗粒之间的扩散率和总输沙率,以及电影的速度扩散,影响染料的固相的数量的二进制P3NT agtio / 30%₂nc。染料的混合时间评估后,间接推断订婚定义染料的吸附过程的半衰期时间( )水解决吸附剂的二进制P3NT agtio / 30%₂nc,这些都是相互提供者。日志 和情节都是建立的时间的二进制P3NT agtio / 30%₂nc伞齿轮和简历染料的吸附。的被选为价值 对人,along with the dye value for C.V. (3),依照值,如上所述。吸附染料的吸附剂的种类二进制P3NT agtio / 30%₂nc符合Weber-Morris模型(3]:

意味着传播的速率常数之间的染料粒子,和吸附染料的浓度在时间吗 。的图像与时间是描绘在图12。的数字从韦伯的两个特定slopes-Morris地块(图可见12)。人的染料,= 2.05 mg·g⁻¹,相关系数 ,简历染料,= 2.19 mg·g⁻¹得到的相关系数 。以下方程显示函数的动力学方程的部分权力,这可能是修改按照弗伦德里希方程如下(36]: 在哪里 (毫克/克)的量化是染料吸附物种每单位质量的二进制P3NT agtio / 30%₂nc,同时,和系数有 ,使用分段幂函数方程的实验信息吸附方法。图13显示的信息是在协议与相关系数( )值0.967和0.977的人简历染料,分别。的值和显示在表2,接收到的数据得出的结论是,对于描述染料的吸附物种的二进制P3NT agtio / 30%₂nc,分数幂函数动力学模型排除了由于其复杂性。

Lagergren方程也是一个著名的公式用于评估液相系统的吸附率。在这项研究中,吸附率的差异从固相水媒体二进制P3NT agtio / 30%₂数控吸附剂取决于染料的类型(伞齿轮和简历)是计算的帮助下Lagergren方程(37]: 在哪里意味着整个范围的各种类型的染料吸附平衡每单位质量的吸附剂,反映了一阶保持过程的总速率常数,和代表时间。的与时间曲线图(图14)是线性的。的计算值和人染料是21.68毫克/克和0.046分钟⁻¹分别在相关系数 。然而,对于简历染料,的值和18.37毫克/克和0.047分钟吗⁻¹分别,即相关系数 。尽管如此,派生的结果之间的矛盾已经观察到和人的一阶动力学吸附和简历染料物种agtio二进制P3NT / 30%₂nc (38]。

pseudo-second-order方程进一步被提出作为一种独特的各种各样的朗缪尔动力学(39),根据以下假设:(i)不断的吸附物浓度随时间和(2)测定的吸附物的数量平衡的帮助下绑定的位置。下列方程表示的线性形式pseudo-second-order率: 在哪里 解释了主要吸附率每单位质量平衡,吸附时间和概括吸附的速率在不同的时间间隔。在此, 与( )情节是线性的,显示在图15。斜截( )和( )(人)种染料进行了计算 (mg·分钟)⁻¹和40.16毫克/克分别与完美的相关性( )。另一方面,斜截(和 )对于物种的简历染料决心等于 (mg·分钟)⁻¹和43.10毫克/克分别具有良好的相关性( )。数据总结pseudo-second-order之间强大的匹配速率常数, ,和经验值,主要是实验环境的影响因素,包括温度、pH值的解决方案,和基本金属浓度(40]。

Elovich模型的一个重要代表吸附势方程(41]。通常,用于研究化学吸收作用的动力学和异构吸收剂的表面。下文提及方程可以从事这个模型来说明: 在哪里(mg·克⁻¹·敏⁻¹)是解吸系数(g·毫克⁻¹·敏⁻¹)代表初始吸附率。在这个描述,对情节是线性的(图16)。Elovich参数,即和 ,计算从山坡上和拦截(图16)发现了染料的物种相当于15.227 g·毫克⁻¹·敏⁻¹和4.375 mg·g⁻¹·敏⁻¹分别用( )人的染料吸附到二进制P3NT agtio / 30%₂nc。同样,对于简历染料吸附到二进制P3NT agtio / 30%₂nc,相应的值等于12.202克·毫克⁻¹·敏⁻¹和4.945 mg.g⁻¹·敏⁻¹分别用( )。

前面的经验数据进一步处理在接下来的动力学模型来适应人的吸附的染料和简历品种:(I)函数的部分权力,(II) Lagergren准一的订单,(III) pseudo-second秩序,和(四)Elovich框架,描述表2。变量的相关系数显示动能pseudo-second-order模型是最合适的动力学模型,这说明了二进制P3NT agtio / 30%₂数控染料从液相吸附。与先前的研究相比(表3),二进制P3NT agtio / 30%₂数控在这项研究中有较高的吸附能力。

3.5。热力学的人,简历染料表面保留二进制P3NT agtio / 30%₂nc

颜料的保存二进制吸附剂P3NT agtio / 30%₂nc和人的吸附率和表面的简历染料二进制P3NT agtio / 30%₂数控吸附剂需要评估下一系列广泛的温度在293 - 323年间K。热力学标准( , ,和 )估计下面的帮助下方程(42]:

, ,和意味着熵、焓和吉布斯自由能变化,分别。气相是常数(≈8.314 J·K⁻¹·摩尔⁻¹),代表温度(unit-Kelvin),而平衡常数。的决心值保留的人,简历从实验染料水媒体在固体吸附剂表面平衡是由应用以下方程:

平衡浓度的染料种类(伞齿轮和简历)水溶液媒体(mg·L¹表达的是 。的人,简历染料进行吸附平衡(mg·L¹每公升)表面的固相吸附剂为代表 。的布局对 留住人,简历上的染料二进制P3NT agtio / 30%₂nc在283 - 328 K的温度范围内是线性图(图17)。平衡常数与不断上升的温度继续增加,确认人的吸热的保留过程和二进制的简历染料吸附剂P3NT agtio / 30%₂nc。的算术值 , ,和保留染料的物种来自斜率和区间的点的线性描述与 (图17),其值 , ,和 (295 K),分别对伞齿轮染料。同样的,相应的值派生了简历染料 , ,和 (295 K)。的价值来源于研究标志着吸热吸附的过程,而考试的分析物和吸附剂的值会导致微分债券的权力。一个积极的值的二进制P3NT agtio / 30%₂nc凸显了提高灵活性的边界固液阶段。这发生在氢领域失去了H₂O分子,主要是由于人的吸附过程和简历染料种类;消极的二进制的值改变了物理吸附P3NT agtio / 30%₂数控吸附剂在295 K,从而反映出自发地在人的简历染料对二进制的保留P3NT agtio / 30%₂nc。

3.6。环境的应用程序

考试的真实环境标本将协助评估的适用性二进制P3NT AgTiO / 30%₂nc雌激素化学物质的去除。满足本研究的目标,三个类别的样本来自不同来源,像(我)红海的水(前面的红海吉达城市,KSA), (II)自来水从大学的化学实验室吉达城市吉达,哪些国家,和(3)的样本收集的废水处理厂阿卜杜勒阿齐兹国王大学位于吉达城市,哪些国家。检查的样品使染料浓度的测量,揭示低相比,紫外可见分析识别极限。在处理样品,混合的25毫克的二进制P3NT agtio / 30%₂nc和5 mg·L⁻¹人染料的涌入和pH值的解决方案是设置为6。随后,实验方案受到了机械搅拌在295 K的时间90分钟。同样,人的去除效率和简历染料从标本已见图18。连续四个周期的过程,包括收集、清洗、干燥,紧随其后的是重复利用的二进制P3NT agtio / 30%₂nc伞齿轮和简历染料的去除进行了,他们产生了相同的去除效率。

4所示。结论

总而言之,成功制造二进制保利(3-nitrothiophene) /银纳米复合材料的二氧化钛进行通过原位聚合技术通过使用变量数量的AgTiO₂。此外,批量吸附法来评估他们的能力从事消除有害的人,简历染料。红外光谱和x射线衍射显示二进制nc的创造。同样,AgTiO的阴影₂NPs的P3NT已经证明了EDX和SEM测试的结果。大幅提高的去除能力和力量吸附AgTiO P3NT / 30%₂nc是证明了紫外可见光谱的结果与其他纯P3NT以及nc。此外,数据显示,pseudo-second-order模型更适合比其他热力学吸附伞齿轮和简历的吸附剂复合颜料在墙上。此外,40.16毫克/克的最大吸附容量伞齿轮染料和43.10毫克/克的简历染料的吸附剂。吸附系统,另一方面,是吸热的,从而pseudo-second-order模型的动力学框架。此外,P3NT agtio / 30%₂去除的nc有一个很好的潜力,从而促进他们的重用后连续4个周期。因此,由于其效率高、效益在去除有害染料、P3NT agtio / 30%₂数控吸附剂可以评估可能环境补救吸附剂。

数据可用性

没有研究数据不能共享。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

这项工作是由大学的吉达,吉达,沙特阿拉伯,在批准号(UJ-21-DR-29)。因此,作者承认吉达感谢大学的技术和财政支持。

补充材料

图S1:¹核磁共振光谱P3NT。(补充材料)