تهیه نانوچندسازه مغناطیسی مس برپایه نانو فیبریل سلولز و بررسی کاربرد کاتالیستی آن در کاهش رنگ‎ ها

در این پژوهش، نانو فیبریل‎ سلولز  (nfc) به‎عنوان بستری سبز و زیست‎تخریب‎پذیر برای تهیه نانوچندسازه های مغناطیسی مس بدون افزودن عامل کاهنده‌ خارجی یا حلال‌های سمی مورد استفاده قرار گرفت. در ابتدا، نانو فیبریل سلولز برای جداسازی آسان با کلریدهای آهن در محیط آمونیاکی، مغناطیسی شد. سپس، به‎عنوان بستر و کاهنده برای تشکیل نانوذره های مس استفاده شد. ساختار نانوچندسازه باروش‌های طیف‎شناسی فروسرخ تبدیل فوریه (ftir)، پراش پرتو ایکس (xrd)، میکروسکوپی الکترونی پویشی (fe‎sem)، طیف‎شناسی تفکیک انرژی (eds) و طیف‎سنجی نشری پلاسمای جفت شده القایی (icpoes) شناسایی شد. فعالیت کاتالیستی نمونه تهیه‎شده در کاهش رنگ‌های آلی بررسی شد. تاثیر خشک‎شدن نانوچندسازه در دستگاه خشک‌کن انجمادی و دمای محیط نیز در فعالیت کاتالیست تهیه‎شده مطالعه شدند. با توجه به نتیجه ها، مشاهده شد که کاتالیست جدید fe3o4@nfc/cu درمقایسه با سایر کاتالیست های گزارش‎شده مس، فعالیت کاتالیستی قابل‎توجهی را در کاهش سه رنگ آلی متیل نارنجی، متیلن بلو و 4نیتروفنل به‎ترتیب با ثابت‌های سرعت  s1 5/41*102، 1/48*102، 1/35*102شان می‌دهد. همچنین، این کاتالیست بدون از دست‎دادن مقدار قابل‎توجهی از فعالیتش‎ تا 4 بار بازیابی و استفاده شد.

Synthesis of copper magnetic nanocomposite based on nanofibrillated cellulose and investigation of its catalytic performance in reduction of dyes

In this study, nanofibrillated cellulose (NFC) was used as a green and biodegradable material for the synthesis of copper magnetic nanocomposites without the addition of an external reducing agent or toxic solvents. Initially, nanofibrillated cellulose was magnetized for easy separation using iron chlorides in ammonia medium, then used as a substrate and reducing agent for the formation of copper nanoparticles. The structure of the nanocomposite was characterized by various spectroscopic techniques including X‐ray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscopy (FESEM), Fourier transforms infrared spectroscopy (FTIR), Energy dispersive spectroscopy (EDS), and Inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy (ICPOES). The effect of nanocomposite drying methods such as freezedrying and ambient temperature on catalytic activity was also studied. The results showed that the recyclable magnetic nanocatalyst Fe3O4@NFC/Cu in comparison with other reported catalysts had significant catalytic activity in degradation of three organic dyes (methyl orange, methylene blue, and 4nitrophenol) with rate constants of 35.1×102 s1 1.48×102 s1 and 5.41×102 s1, respectively. Also, this catalyst was recovered and used 4 times without significant loss of activity.