حذف فلزات سنگین از محیط های آبی به کمک ساختارهای هسته-پوسته با فضای درونی خالی (یولک-شل)

در سال های اخیر، سنتز نانوذرات با اشکال و ویژگی های متنوع، به دلیل خواصی مختلف و منحصر به فردی که به دنبال آن می تواند حاصل شود، توجه زیادی را در زمینه های مختلف به سمت خود جلب کرده است. از انواع این نانو ذرات که در خیلی از زمینه ها می توانند کاربرد داشته باشد، می توان به نانوذرات یولک-شل یا هسته-پوسته با فضای خالی اشاره کرد. به دلیل فضای خالی با بین هسته و پوشش خارجی، از این نانوذرات می توان در زمینه های مختلفی از جمله باطری ها، سنسور ها و جداسازی استفاده کرد. در این تحقیق، نانوذرات مغناطیسی یولک-شل fe3o4@ppy با استفاده از حذف لایه سیلیکاتی(فدا شونده) از نانوذرات مغناطیسی fe3o4@sio2@ppy، سنتز شدند. برای تشخیص حذف لایه ی فدا شونده از آزمون های شناسایی میکروسکوب الکترونی عبوری (tem) و طیف سنجی زیر قرمز (ft-ir) استفاده شد. با بررسی های به عمل آمده ما بین نانوذره یولک-شل fe3o4@ppy و هسته-پوسته مربوطه و همچنین مقایسه این دو نانوذره در استخراج آلاینده های فلزی مس و سرب از آب دریا، مشخص شد که ایجاد فضای خالی در این نانوذرات می تواند باعث افزایش کارایی استخراج شود. تفاوت در برخی ویژگی های این دو نانوذره نیز مانند، قدرت مغناطیسی، مساحت سطح موثر و بار سطحی آنها به ترتیب با استفاده از آنالیزهای vsm، bet و پتانسیل زتا انجام گرفت. بعد از مراحل بهینه سازی برای فرآیند استخراج، میزان 5 گرم جاذب، زمان 15 دقیقه و 6ph=، به عنوان میزان جاذب، زمان و ph بهینه انتخاب شدند. همچنین برای مرحله ی واجذب از هیدروکلریک اسید 1 مولار و حجم 1 میلی لیتر به عنوان حلال واجذب و زمان 5 دقیقه، استفاده شد. برای بررسی مقدار مس و سرب در آب دریا، محدوده ی خطی µg l-1 250 – 2 برای مس و µg l-1 500 – 6/2 برای سرب، و همچنین حد تشخیص µg l-1 5/0 برای مس و µg l-1 8/0 برای سرب بدست آمد.

removal of heavy metals from aqueous media by core shell nanoparticles with interior space (yolk shell)

in this study, magnetic fe3o4@ppy yolk shell nanoparticles were synthesized by eliminating of silicate layer as sacrificial layer from magnetic fe3o4@sio2@ppy core shell nanoparticles. the elimination of the sacrificial layer was proved by transmission electron microscopy (tem) and ft-ir spectroscopy. by comparison between fe3o4@ppy yolk shell nps and the relevant core shell nps in separation of heavy metals such as cu2+ and pb2+, yolk shell species exhibited better efficiency of extraction owing to its higher surface area and more active sites on surface due to the obtained interior hollow space. for indicating differences between both core and yolk nanoparticles various analysis such as vsm, bet and zeta potential were performed. optimization steps for extraction process illustrate that 5 mg of the sorbent, ph of 6 and 15 min extraction time, provided appropriate situation for extraction of mentioned heavy metals. for desorption process, 1 molar of hcl in volume of 1 ml and time of 5 min has been obtained. dynamic linear rang of 2-250 µg l-1 and 2.5-500 µg l-1 for cu and pb respectively, and lod of 0.5 µg l-1 and 0.8 µg l-1 has been obtained for determination of cu +2 and pb+2 in aqueous media.