文摘

在这部作品中,使用铁₃O₄磁性纳米颗粒吸附的若丹明6 g的解决方案是评估使用紫外可见光谱仪通过吸光度和荧光光谱。罗丹明6 g对菲的吸附机理₃O₄决心对吸附剂用量(2.5 -10 mg / L)和治疗时间(0 - 150分钟)。实验数据显示,荧光量子产率的若丹明6 g染料去除的比例成反比。最高效率的染料去除得到10 mg / L菲₃O₄,吸附容量约150毫克/克,一起减少治疗时间30分钟,由于铁的活性吸附₃O₄。我们相信,我们的研究作出了重大贡献的文学,因为铁₃O₄磁性纳米粒子被发现能够熄灭罗丹明6 g染料分子,这将有助于消除有毒、有害污染物从染料废水,否则是对环境和人类健康有不利影响。

1。介绍

如今,纺织行业,最高的染料对纤维着色,用户面临的挑战全球染料废水的处理。废水来源于许多制造单位有时排入水资源没有任何治疗,部分原因是由于经济和技术的限制。因为大多数染料稳定对氧化剂和阳光,nonremoval颜色的染料废水的主要水污染物之一。造成严重的环境危害,不仅影响了审美价值,而且减少光的穿透,它甚至可以被证明是为人类致癌物。因此,各种物理、化学和生物技术开发,消除溶解无机/有机化合物转换成无害的终端产品。在这些治疗方法中,物理吸附在活性炭是一种非常实用的生产废水组成低水平的这些化合物(1- - - - - -3]。然而,使用替代的替代品来消除这种染料等其他材料的纳米材料已成为他们能够把大量的染料废水,不耗费时间和产生一个低数量的污染物。近年来,磁性纳米颗粒在环境问题方面取得了相当大的兴趣。其中,铁₃O₄被认为是一个好的候选人能够删除原染料(4];然而,没有实证研究之间的关系吸附染料和荧光量子产率的过程。菲₃O₄纳米粒子已被证明是生物相容性与低毒和适用于各种生物医学研究。例如,它们通常用作代理合同,治疗代理,和磁共振成像传感探头,高热治疗,分别和靶向药物传递(5]。然而,尽管有许多常见的阳离子罗丹明家庭染料用于纺织工业,但只有很少的研究一直集中在吸附行为的若丹明6 g。因此,在这项研究中,我们选择若丹明6 g染料模型来阐明铁之间的相互作用机理₃O₄磁性纳米颗粒和若丹明6 g染料。基于有限元的剂量₃O₄磁性纳米粒子,可以观察放大和淬火的荧光染料分子。

2。材料和方法

(铁)- II, III氧化物和铁₃O₄粒子大小在50 - 100纳米的范围和阳离子染料罗丹明6 g从Sigma-Aldrich购买,美国。染料粉是溶解在去离子水作为一个股票的解决方案。股票的解决方案是,在两个比例稀释。第一部分是用来获得校准曲线y= 79289x−0.0032,y和x代表了吸光度和若丹明6 g峰值浓度,分别如图1。

第二部分进一步用作吸附物。接下来,通过混合1毫升染料溶液的吸附实验的固定浓度(3µM罗丹明6 g)和1毫升吸附剂的已知量(2.5 -10 mg / L菲₃O₄)的超声发生器在室温下26°C和pH值7.0。治疗时间不一,从0到150分钟。在每30分钟的时间间隔,混合溶液在紫外可见光谱仪研究了通过测量吸光度在525 nm波长和荧光波长555纳米。光学设置的更多细节解释(6]。荧光量子产率,有效地去除染料和染料的吸附在吸附剂使用以下公式计算:

荧光量子产率(问)计算了6] 在哪里我和一个分别是集成的荧光强度和吸光度最高;n溶剂的折射率;并参考荧光团下标REF。染料浓度校准曲线的计算。

染料浓度去除效率计算如下:

染料吸附在吸附剂上的平衡态计算如下:

3所示。结果与讨论

吸附剂用量的确定是一个必要的因素被吸附物吸附能力。验证吸附剂用量的影响对若丹明6 g吸附,吸附实验进行混合铁₃O₄剂量(2.5,5.0,7.5,和10.0 mg / L)解决方案形式,一定数量的若丹明6 g为3.0µ米的室温26°C和pH值7.0和时间间隔从0到150分钟。混合溶液的吸收和荧光强度显示在数字2和3分别和吸光度和集成解决方案的荧光强度峰值数据所示4和5,分别。铁的吸收和荧光强度₃O₄与罗丹明6 g混合发现显著低于罗丹明6 g。他们都倾向于减少剂量的铁₃O₄磁性纳米颗粒的增加,由于以下原因。因为铁的表面体积比₃O₄高,它强烈吸附罗丹明6 g。减少荧光强度将发生由于内滤效应(7]。荧光强度降低不仅由于铁的强吸附能力₃O₄但也由于荧光能量共振转移的若丹明6 g的铁₃O₄纳米粒子。这是一个非辐射的能量转移从一个受体兴奋的供体荧光团虽然不辐射的偶极-偶极耦合(8- - - - - -10]。因此,它是可能的淬火Fe的若丹明6 g染料分子₃O₄。

减少吸收和荧光强度进一步导致荧光量子产率明显降低,计算使用方程(1),如图6。荧光量子产率在0.81到-0.88之间。在图7荧光量子产率是策划对染料去除计算方程(2)。荧光量子产率成反比染料去除。,除增加染料,荧光量子产率逐渐降低。的关系是线性的,这进一步证实了铁₃O₄磁性纳米粒子是一种高效的荧光冷却器罗丹明6 g。观察到的荧光机理的若丹明6 g的影响下铁₃O₄磁性纳米颗粒可能涉及到染料分子之间的荧光共振能量转移和铁₃O₄磁性纳米粒子。

铁的影响₃O₄用量对若丹明6 g浓度清除显示一个小变化,显示在图8;然而,菲的吸附能力₃O₄计算使用方程(3)显示了一个相当大的变化,表现出图9。吸附容量在150 - 600毫克/克的范围。见,治疗时间剖面的若丹明6 g吸收是一个光滑连续曲线导致饱和阶段,表明可用单层覆盖的若丹明6 g表面的铁₃O₄。

在所有情况下,显然是看出若丹明6 g是快速的吸附在第一次治疗时间30分钟,因为传质驱动力很大。吸附的若丹明6 g保持不变在达到一个平衡状态,因为若丹明6 g达到边界层,然后可能扩散到铁的小孔₃O₄。此外,平衡时间短的高铁₃O₄剂量。这是因为,铁₃O₄用量的增加,铁的表面积₃O₄将会增加,从而导致更高的可用性活跃的吸附剂网站来吸附水溶液中的罗丹明6 g。此外,在每个平衡时间,发现除罗丹明6 g的百分比浓度会增加铁时从52到57%₃O₄剂量增加从2.5到10.0 mg / L,分别。相信将不会超出60%即使超过10 mg / L (Fe₃O₄是补充道。这些结果是在良好的协议与4]。因此,最高效率的染料去除达到10 mg / L菲₃O₄,而相应的吸附容量大约是150毫克/克在这个研究。这个值是更高相比,结果报道在过去的十年11,12在其他研究对不同染料的吸附不同的吸附剂,除了[13]。最好的治疗时间在我们的吸附过程是30分钟,包括低运营成本是非常重要的吸附剂的产业规模应用。因为若丹明6 g浓度去除不能达到100%相似(4),部分原因是铁的聚合₃O₄可用表面积若丹明6 g和因此减少扩散路径长度,应用紫外线辐照建议添加在目前的过程,为了进一步提高吸附能力。预计染料去除可能超越60%的在这种情况下,比较研究将在未来。

4所示。结论

铁的有效性₃O₄磁性纳米颗粒作为吸附剂罗丹明6 g染料溶液的消除是调查在这项研究中,通过使用紫外可见光谱仪。进一步放大和淬火荧光染料分子的观察对铁的用量₃O₄纳米粒子。在添加铁₃O₄若丹明6 g解决方案,吸收和荧光强度显著降低是由于罗丹明6 g分子的吸附在铁的表面₃O₄淬火的若丹明6 g作为荧光团。若丹明6 g的荧光量子产率因此减少,符合增加染料去除。实现最高效率的染料去除10 mg / L菲₃O₄,而相应的吸附容量大约是150毫克/克的缩短治疗时间30分钟。预计铁₃O₄磁性纳米颗粒将被应用作为吸附剂消除各种有毒、有害污染物从染料废水由于磁性纳米颗粒具有较高的表面体积比和适当的孔隙大小吸附染料分子。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的结果包括在本文中。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关这项研究。

确认

这项研究是由国王蒙研究所的技术,Ladkrabang、10520年曼谷,泰国。