سنتز و مشخصه یابی نانوذرات اسپینلی دو فلزی CoxMnyFe2O4 و بررسی کارایی آن در جذب کادمیوم

در این مطالعه نانوذره اسپینلی CoxMnyFe2O4، به صورت Co0.2Mn0.8Fe2O4 و Co0.8Mn0.8Fe2O4 سنتز شده و مورد مشخصه یابی کامل قرار گرفتند. جهت سنتز این نانوذرات از روش هم رسوبی استفاده شده که آسان ترین و کاراترین روش شیمیایی سنتز نانوذرات مغناطیسی است. برای سنتز نانوذرات اکسید آهن (γ〖Fe〗_2 O_3) از ترکیب نمک های آهن 2 و 3 ظرفیتی و نمک های کبالت و منگنز با رعایت نسبت استوکیومتری مناسب، در یک محلول آبی استفاده شد. در این روش با احیای عنصر آهن و جایگزین کردن آن با عناصر پایه دیگر (کبالت و منگنز) نانوذرات اسپینلی چندفلزی بر پایه آهن سنتز شد. نتایج مطالعات میکروسکوپ الکترونی نشان می دهد که نانوذرات Co0.2Mn0.8Fe2O4 در ابعاد 30 تا 80 نانومتر و نانوذرات Co0.8Mn0.8Fe2O4 در ابعاد 20 تا 70 نانومتر و به صورت چندضلعی و گوشه دار تولید شدند. نتایج مطالعات شناسایی نشان می دهد که ابعاد نانوذرات در صورتی که میزان Mn در ترکیب بیشتر باشد (x=0.2)، بزرگتر بوده و بس پراکندگی بیشتری وجود خواهد داشت. نتایج مطالعات جذب نشان داد که نانوذره فرومغناطیسی Co0.2Mn0.8Fe2O4 نسبت به نوع Co0.8Mn0.8Fe2O4 ظرفیت جذب بالاتری دارد. ظرفیت جذب کادمیوم از محلول آبی توسط نانوذرات Co0.2Mn0.8Fe2O برابر با 95/243 میلی گرم بر گرم بوده و ایزوترم جذب از مدل لانگمویر پیروی می کند. علاوه بر این سینتیک جذب از مدل شبه مرتبه دوم پیروی کرده و عامل محدود کننده سرعت، واکنش شیمیایی است.

Keywords:

نانوذرات فرومغناطیسی اسپینلی چند فلزی , جذب کادمیوم , نانوجاذب , CoxMnyFe2O4