سنتز کامپوزیت اکسیدگرافن/پلی دوپامین به منظور پوشش‌دهی روی بستر رسی به منظور جذب رنگ متیلن بلو

وجود آلاینده ها در آب بدون شک تهدیدی بزرگ برای محیط زیست و سلامت انسان است. در پژوهش های اخیر، پتانسیل بالقوه مواد دوبعدی از جمله اکسیدگرافن و کامپوزیت های آن برای جذب آلاینده های آبی بررسی شده است. هدف از این پروژه، ساخت فیلتر رسی پوشش داده شده با کامپوزیت اکسیدگرافن/پلی دوپامین برای جذب رنگ متیلن بلو است. در راستای رسیدن به این هدف، سنتز اکسیدگرافن از روش هامرز اصلاح شده و کامپوزیت اکسیدگرافن/ پلی دوپامین از طریق خودپلیمریزاسیون دوپامین در حضور اکسیدگرافن در محلول آبی صورت گرفت و برای پوشش دهی بستر سرامیکی از روش غوطه وری استفاده شد. بررسی فازی محصولات به دست آمده در هر مرحله به کمک آنالیز پراش پرتوی ایکس، بررسی اکسیداسیون محصولات و شناسایی پیوندها در اکسیدگرافن و کامپوزیت های سنتز شده با استفاده از طیف سنجی فوریه مادون قرمز و طیف سنجی رامان انجام شد و ریخت ذرات با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی مورد مطالعه قرار گرفت. در انتها، بررسی میزان تخریب آلاینده ی متیلن بلو با استفاده از آنالیز طیف سنجی مرئیفرابنفش انجام شد. بررسی آنالیزها نشان داد که اکسیدگرافن و کامپوزیت های اکسیدگرافن/پلی دوپامین سنتز شده اند. تمامی نمونه ها از قدرت جذب بالایی در جذب آلاینده ی متیلن بلو برخوردار هستند و با افزودن اکسیدگرافن به پلی دوپامین، میزان جذب به دلیل افزایش گروه های حاوی اکسیژن، از 63% به 99% افزایش یافت. با توجه به تصاویر مقطعی میکروسکوپ الکترونی روبشی، پوشش go اعمال شده از بستر جدا شده است و با افزودن pda به اکسیدگرافن، پایداری پوشش روی بستر رسی بهبود داده شد. با استفاده از این پوشش کامپوزیتی روی بستر رسی ارزان قیمت، کارایی بدنه در 40 دقیقه اول جذب رنگ آلی از 20% به 82% افزایش یافت و بازدهی جذب رنگدانه ی متیلن بلو 99.5%شد. با 36% افزایش قیمت، می توان کارایی بدنه را تا 62 % افزایش داد.

Synthesis of graphene oxide / polydopamine composite for coating on clay substrate for water treatment

Water purification is a vital and essential thing for human life. The presence of pollutants in water is a major threat to the environment and human health. Various materials have been proposed and used for water treatment in recent years. Recent research has shown the potential of twodimensional materials such as graphene oxide and its composites for water purification. The goal of this project is to make a clay filter coated with graphene oxide / polydopamine composite for water treatment. To achieve this goal, Graphene oxide was synthesized by modified Hummers method and GO/PDA composite were prepared by dopamine selfpolymerization in the presence of graphene oxide in weakly alkaline solution and the immersion method was used to cover the substrate. Finally, Xray diffraction analysis (XRD), Raman spectroscopy, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), and field emission scanning microscopy (FESEM) results are indicated that graphene oxide and graphene oxide / polydopamine composites are well synthesized and the extent of methylene blue contamination degradation was evaluated by visibleultraviolet spectroscopy. The results showed that all samples have high potency in absorbing methylene blue pollutants And with the addition of graphene oxide to polydopamine, the absorption rate increased from 63% to 99% due to the increase in oxygencontaining groups. According to crosssectional scanning electron microscopy images, the applied GO coating was removed from the substrate and by adding PDA to graphene oxide, the stability of the coating on the clay substrate was improved. Using this composite coating on an inexpensive clay substrate , the efficiency of the body increased from 20% to 82% in the first 40 minutes of organic dye absorption.