Fonksiyonelleştirilmiş manyetik nanopartiküllerin sentezi ve boyar madde adsorpsiyonunda kullanılması

Bu çalışmada, ilk olarak birlikte çöktürme yöntemiyle süperparamanyetik Fe3O4 nanopartikülleri hazırlanmıştır. İkinci olarak bu nanopartiküller havayla oksitlenmeyi önlemek ve ileri fonksiyonelleştirmeye hazır hale getirmek için silika (SiO2) ile kaplanmıştır. Son olarak, amino grupları silanizasyon reaksiyonu aracılığıyla aminopropil trietoksisilan (APTES) kullanarak silika kaplı Fe3O4 nanopartiküllerine kovalent olarak aşılanmıştır. Sonuç malzeme, Fe3O4@SiO2@NH2, X-Işını Kırınımı (XRD), Geçirimli Elektron Mikroskobu (TEM), Taramalı Elektron Mikroskobu/Enerji Dağılımlı X-Işını Spektroskopisi (SEM/EDX), Zeta Potansiyeli ve Fourier Transformu Kırmızı Ötesi Spektroskopisi (FT-IR) teknikleriyle karakterize edildikten sonra biri triarilmetan boya (Light Green, LG) diğeri azo boya (Brilliant Yellow, BY) olan iki anyonik boyanın etkin adsorpsiyonunda kullanılmıştır. Adsorban dozu, temas süresi, pH, sıcaklık ve boyaların moleküler yapılarının adsorpsiyon üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Asidik pH hem LG hem de BY için daha uygundur. Adsorpsiyon, BY ile karşılaştırıldığında elektrostatik çekime ilaveten birikme etkileri nedeniyle LG ile bir dereceye kadar daha iyidir. Her iki sistemde de kinetik veriler adsorpsiyon sürecinde yürütücü kuvvetin yalancı ikinci mertebe ile açıklanabileceğini göstermiştir. Denge verileri Langmuir izotermi ile Freundlich izotermine göre daha uyumludur ve 30 oC' de, doğal çözelti pH' larında LG ve BY için hesaplanan maksimum adsorpsiyon kapasiteleri sırasıyla 40,2 ve 35,5 mg/g olarak belirlenmiştir. Termodinamik hesaplamalar adsorpsiyon prosesinin kendiliğinden ve ekzotermik olduğunu göstermiştir. Ayrıca Fe3O4@SiO2@NH2, her iki boya için en az üç döngüde iyi bir giderim etkinliği göstermiştir.