Abstract
The research assessed the effectiveness of removing the harmful anionic Direct orange 39 dye using CoFe2O4/AC/ PANI nanocomposite as a novel and economical nanoadsorbent. This nanocomposite synthesized through chemical coupling and polymerization method for CoFe2O4 with Active carbon (AC) and polyaniline (PANI). The chemical coupling of composite components performed in ammonium persulfate solutions to create monomer that polymerizations in aqueous acids. Infrared spectroscopy proved the CoFe2O4 nanoparticles synthesized as an inverse spinel via characteristic peaks between 600 and 400 cm-1, which indicating to the locations of tetrahedral Fe-O and octahedral Co-O. X-ray diffraction conformed that the synthesis ternary composite has nanoscale size 36 nm. The BET surface areas and pore size distribution demonstrated are 54.118 m2 g-1 and 8.9064 m2 g-1, respectively. The hysteresis loops of adsorption isotherms are type IV, with relative pressure range (P/P0) of 0.3~1.0, which belongs to type H3 with nanopores. Initially, the adsorption experiment was carried out for this superimposed surface towards the direct orange 39 dye and found high removal dye percentage of 95% at 45 min, surface mass at 0.3 g, and pH 6. The composite surface shows the adsorption kinetics of direct orange 39 dye that can be effectively described by the pseudo-first order model. On the other hand, the thermodynamics functions were detected and found the removal reaction of dye using composite was demonstrated a chemical adsorption (greater than 80 kJ/mol) with endothermic reaction.
Keywords
Adsorption Removal
CoFe2O4/AC/PANI NPs
Direct Orange 39 Dye
polymerization.
textile dye
Abstract
تناولت هذه الدراسة فعالية إزالة صبغة Direct Orange 39 الأنيونية الضارة باستخدام المركب النانوي الثلاثي CoFe₂O₄/AC/PANI كمادة نانوية ممتزة جديدة واقتصادية. تم تصنيع هذا المتراكب النانوي عبر طريقة الترسيب الكيميائي والبلمرة، وذلك بدمج أكاسيد الكوبلت فرايت (CoFe₂O₄) مع الكربون المنشط (AC) والبولي انيلين (PANI). وقد أُجري الترسيب الكيميائي لمكونات المتراكب في محلول بيرسلفات الأمونيوم لتكوين المونومر، الذي خضع لعملية بلمرة في أوساط مائية حمضية. أثبتت مطيافية الأشعة تحت الحمراء (FTIR) تكوين جسيمات نانوية من CoFe₂O₄ بتركيب سبينيل عكسي، وذلك من خلال القمم المميزة الواقعة بين 600 و400 سم⁻¹، والتي تشير إلى مواضع Fe-O رباعية السطوح وCo-O ثمانية السطوح. كما أكدت حيود الأشعة السينية (XRD) أن المتراكب النانوي الثلاثي له حجم نانوي يبلغ 36 نانومتر. أظهرت نتائج قياسات المساحة السطحية (BET) وتوزيع حجم المسام أن المساحة السطحية للمتراكب تبلغ 54.118 م²/غرام، في حين بلغ حجم المسام 8.9064 م²/غرام. كما أظهرت منحنيات الامتزاز من النوع IV ضمن مدى ضغط نسبي (P/P₀) بين 0.3 و1.0، مما يدل على وجود مسام نانوية من النوع H3. تم إجراء تجربة الامتزاز على هذا السطح المتراكب لصبغة Direct Orange 39، حيث سُجلت نسبة إزالة مرتفعة بلغت 95% خلال 45 دقيقة، وباستخدام 0.3 غرام من المادة، وعند درجة حموضة (pH) تساوي 6. وقد بيّنت الدراسة أن حركية الامتزاز تتبع بشكل فعال نموذج المرتبة الأولى الكاذبة (Pseudo-first order). أما من الناحية الثرموديناميكية، فقد أظهرت النتائج أن تفاعل إزالة الصبغة يتم عبر امتزاز كيميائي بطاقة أعلى من 80 كيلوجول/مول، كما تم تصنيفه كتفاعل ماص للحرارة (Endothermic).