Facile Synthesis of MIL-۵۳(Fe) by Microwave Irradiation and its Application for Robust Removal of Heavy Metals from Aqueous Solution by Experimental Design Approach: Kinetic and Equilibrium

Publish Year: 1399
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: English
View: 158

This Paper With 18 Page And PDF Format Ready To Download

  • Certificate
  • من نویسنده این مقاله هستم

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این Paper:

شناسه ملی سند علمی:

JR_ANALCH-7-2_010

تاریخ نمایه سازی: 16 بهمن 1401

Abstract:

MIL-۵۳(Fe) with huge porosity has been synthesized by microwave radiation in the different ‎conditions: various powers (۸۰, ۱۰۰W) and time (۵, ۱۰ min). Nano-sized crystals were ‎characterized by using X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), Fourier ‎transform infrared spectroscopy (FTIR) and specific surface area analysis. After performing the characterization, MIL-۵۳(Fe)-۱ with the best porous structure for Pb (II) and Cd (II)‎ removal was used for all tests from aqueous solution. The best condition for synthesis was ۵ min and ۸۰ W. Then the best porous structure was selected for removal of Pb (II) / Cd (II) from aqueous solution. The ‎response surface methodology (RSM) based on central composite design (CCD) was applied to ‎optimize the removal capacity. In these experimental designs, four independent variables were studied and the best condition was evaluated as ‎‎pH(in the range of ۶-۸), temperature (۴۰-۵۰◦C), contact time (۵۰ min), and adsorbent amount (۰.۱-۰.۳ g.L-۱). The removal efficiency and ‎capacity of MIL-۵۳(Fe) for Pb (II) and Cd (II) was further surveyed. Langmuir equation was the ‎best isotherm to describe the adsorption manner of Pb (II) and Cd (II) ions (qmax values ( ۱۷۸.۵۷ and ۷۱۴.۲۸ mg g−۱) for Pb (II) and Cd (II)). The adsorption ‎process was confirmed by a pseudo-second-order kinetic pattern. The result of thermodynamic ‎studies displayed that the sorption process was spontaneous and exothermal.

Keywords:

MIL-۵۳(Fe) , microwave radiation , Nano-sized crystals , Response surface ‎methodology (RSM) , heavy metals , Removal

Authors

Maryam Ghanbarian

Department of Chemistry, Faculty of Sciences, Shahid Bahonar University, Kerman, Iran. Young Researchers Society, Shahid Bahonar University, Kerman, Iran

Sedigheh Zeinali

Department of Nanochemical Engineering, School of Advanced Technologies, Shiraz University. Nanotechnology Research Institute, Shiraz University

Ali Mostafavi

Department of Chemistry, Faculty of Sciences, Shahid Bahonar University, Kerman, Iran

Tayebe Shamspur

Department of Chemistry, Faculty of Sciences, Shahid Bahonar University, Kerman, Iran

مراجع و منابع این Paper:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این Paper را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود Paper لینک شده اند :
  • M. Kilic, C. Kirbiyik, O. Cepeliogullar, A.E. Putun, Appl. Surf. ...
  • H. Wang, X. Yuan, Y. Wu, H. Huang, G. Zeng, ...
  • Y. Liu, X. Sun, B. Li, Carbohyd. Polym. ۸۱ (۲۰۱۰) ...
  • M. Naushad, Chem. Eng. J. ۲۳۵ (۲۰۱۴) ۱۰۰ ...
  • S.A. Kim, S. Kamala-Kannan, K.J. Lee, Y.J. Park, P.J. Shea, ...
  • H. Dogan, Toxicol. Environ. Chem. ۹۴ (۲۰۱۲) ۴۸۲ ...
  • V. Gupta, M. Gupta, S. Sharma, Water Res. ۳۵ (۲۰۰۱) ...
  • M.T. Alvarez, C. Crespo, B. Mattiasson, Chemosphere ۶۶ (۲۰۰۷) ۱۶۷۷ ...
  • S. Bhattacharjee, S. Chakrabarty, S. Maity, S. Kar, P. Thakur, ...
  • Y. Hashimoto, T. Sato, Chemosphere ۶۹ (۲۰۰۷) ۱۷۷۵ ...
  • I.S. Ismael, A. Melegy, T. Kratochvil, Geotech. Geol. Eng. ۳۰ ...
  • M. Kragovic, A. Dakovic, Z. Sekulic, M. Trgo, M. Ugrina, ...
  • T. Madrakian, A. Afkhami, M. Ahmadi, Chemosphere۹۰ (۲۰۱۳) ۵۴۲ ...
  • R. Naseems, S.S. Tahir, Water Res. ۳۵ (۲۰۰۱) ۳۹۸۲ ...
  • Q. He, D. Yang, X. Deng, Q. Wuc, R. Li, ...
  • D.S. Dlamini, A.K. Mishra, B.B. Mamba, J. Appl. Pol. Sci. ...
  • S.H. Abdel-Halim, A.M.A. Shehata, M.F. El-Shahat, Water Res. ۳۷ (۲۰۰۳) ...
  • K.K. Wong, C.K. Lee, K.S. Low, M.J. Haron, Chemosphere ۵۰ ...
  • H.A. Kim, K.Y. Lee, B.T. Lee, S.O. Kim, K.W. Kim, ...
  • E. Saifullah, M. Meers, P. Qadir, F.M.G. de Caritat, G. ...
  • Ch. Liua, R. Baib, Q.S. Lya, Water Res. ۴۲ (۲۰۰۸) ...
  • X. Zhang, Sh. Lin, Z. Chen, M. Megharaj, R. Naidu, ...
  • D. Peixin, W. Huaxian, S. Hongjuan, Non-Metallic Mines ۳۵ (۲۰۱۲) ...
  • P. Srivastava, B. Singh, M. Angove, J. Colloid Interface Sci. ...
  • E. Erdem, N. Karapinar, R. Donat, J. Colloid Interface Sci. ...
  • T.S. Jamil, H.S. Ibrahim, I.H. Abd El-Maksoud, S.T. El-Wakeel, Desalination ...
  • Y. Tan, M. Chen, Y. Hao, Chem. Eng. J. ۱۹۱ ...
  • M. Machida, B. Fotoohi, Y. Amamo, L. Mercier, Appl. Surf. ...
  • S.F. Lo, S.Y. Wang, M.J. Tsai, L.D. Lin, Chem. Eng. ...
  • D.T.C. Nguyen, H.T.N. Le, T.S. Do, V.T. Pham, D.L. Tran, ...
  • M. Ghanbarian, S. Zeinali, A. Mostafavi, Sens. Actuators B ۲۶۷ ...
  • K. Sanderson,.Nature ۴۴۸ (۲۰۰۷) ۷۴۶ ...
  • T.V. Tran, D.T.C. Nguyen, H.T.N. Le, T.T.K. Tu, N.D. Le, ...
  • G. Antek, W.F. Adam, J. Matzger, O.M. Yaghi, J ...
  • Am. Chem. Soc. ۱۲۸ (۲۰۰۶) ۳۴۹۴ ...
  • Y.K. Seo, G. Hundal, I.T. Jang, Y.K. Hwang, C.H. Jun, ...
  • J.S. Choi, W.J. Son, J. Kim, W.S. Ahn, Microporous Mesoporous ...
  • W.J. Son, J. Kim, J. Kim, W.S. Ahn, Chem. Commun. ...
  • Z.Q. Li, L.G. Qiu, T. Xu, Y. Wu, W. Wang, ...
  • R. Ameloot, L. Stappers, J. Fransaer, L. Alaerts, B.F. Sels, ...
  • S. Palaniandy, K.A.M. Azizli, Int. J. Miner. Process ۹۲ (۲۰۰۹) ...
  • P. Amo-Ochoa, G. Givaja, P.J.S. Miguel, O. Castillo, F. Zamora, ...
  • W. Liu, L. Ye, X. Liu, L. Yuan, X. Lu, ...
  • Y. Yoo, Z. Lai, H.K. Jeong, Microporous Mesoporous Mater. ۱۲۳ ...
  • C. Leonelli, T.J. Mason, Chem. Eng. Process. Process Intensif. ۴۹ ...
  • A. De La Hoz, Á. Díaz-Ortiz, A. Moreno, Chem. Soc. ...
  • G. Férey, Chem. Soc. Rev. ۳۷ (۲۰۰۸) ۱۹۱ ...
  • C. Serre, F. Millange, C. Thouvenot, M. Nogues, G. Marsolier, ...
  • F. Millange, N. Guillou, R.I. Walton, J.M. Greneche, I. Margiolaki, ...
  • J.P.S. Mowat, S.R. Miller, A.M.Z. Slawin, V.R. Seymour, S.E. Ashbrook, ...
  • T. Loiseau, C. Serre, C. Huguenard, G. Fink, F. Taulelle, ...
  • C. Volkringer, T. Loiseau, N. Guillou, G. Férey, E. Elkaim, ...
  • S. Heydari, M. Hosseinpour Zaryabi, H. Ghiassi, Anal. Bioanal. Chem. ...
  • T. Loiseau, C. Serre, C. Huguenard, G. Fink, F. Taulelle, ...
  • J. ۱۰ (۲۰۰۴) ۱۳۷۳ ...
  • T.R. Whitfield, X. Wang, L. Liu, A.J. Jacobson, Solid State ...
  • L. Peng, J. Zhang, J. Li, B. Han, Z. Xue, ...
  • P. Horcajada, C. Serre, G. Maurin, N.A. Ramsahye, F. Balas, ...
  • T. Devic, P. Horcajada, C. Serre, F. Salles, G. Maurin, ...
  • A. Banerjee, R. Gokhale, S. Bhatnagar, J. Jog, M. Bhardwaj, ...
  • R. Fazaeli, H. Aliyanb, M. Moghadam, M. Masoudinia, J. Mol. ...
  • J. Gordon, H. Kazemian, S. Rohani, Mater. Sci. Eng. C ...
  • T.A. Vu, G.H. Le, C.D. Dao, L.Q. Dang, K.T. Nguyen, ...
  • A. Nezamzadeh-Ejhieh, M. Kabiri-Samani, J. Hazard. Mater. ۲۶۰ (۲۰۱۳) ۳۳۹ ...
  • M.A. Shavandi, Z. Haddadian, M.H.S. Ismail, N. Abdullah, Z.Z. Abidin, ...
  • Y. Ren, J. Ma, Chem. Eng. J. ۱۷۵ (۲۰۱۱) ۱ ...
  • Z.C. Li, H.T. Fan, Y. Zhang, M.X. Chen, Z.Y. Yu, ...
  • I.H. Gubbuk, J. Hazard. Mater. ۱۸۶ (۲۰۱۱) ۴۱۶ ...
  • I.A Sengil, M. Ozacar, H. Turkmenler, J. Hazard. Mater. ۱۶۲ ...
  • N.M. Mahmoodi, B. Hayati, M. Arami, J. Chem. Eng. Data ...
  • J. Anwar, U. Shafique, W. Zaman, M. Salman, A. Dar, ...
  • J. Li, X. Wang, B. Yuan, M. Fu, H. Cui, ...
  • M. Li, Z. Zhang, R. Li, J. Wang, A. Ali, ...
  • K. Chen, J. He, Y. Li, X. Cai, K. Zhang, ...
  • B. Guo, F. Deng, Y. Zhao, X. Luo, S. Luo, ...
  • نمایش کامل مراجع