Nashrieh Shimi va Mohandesi Shimi Iran

Nashrieh Shimi va Mohandesi Shimi Iran

Removal of Methylene Blue Dye from Aqueous Solution Using Conductive Polymer Nanocomposite Based on 2-Aminophenol and Palm Taroone

Document Type : Research Article

Authors
Department of Chemistry, Lamerd Branch, Islamic Azad University, Lamerd, IR. IRAN
Abstract
Absorbents based on polymer composites are of great importance due to their diverse and potential applications. Nowadays, the use of natural polymers in composites has been considered due to their biodegradable properties. In this research, 2-aminophenol based composite adsorbent containing palm frond inspired by nature was used to remove methylene blue (MB) dye from aqueous solution. Fourier transform infrared (FTIR) and scanning electron microscope (SEM) techniques were used to determine the structural characteristics of this polymer nanocomposite. The effect of different parameters such as pH, adsorbent amount, nanocomposite percentage composition, contact time and primary dye concentration on the methylene blue color removal process was investigated and the results were obtained as 10, 0/05 g, 40% and 30 minutes in the absorption of methylene blue by this nanocomposite.Adsorption isotherms (Langmuir and Freundlich) were investigated and it was found to be the best match with the Freundlich model. Also, kinetic investigations (first-order, second-order, intraparticle diffusion and Ritchie kinetic models) showed that it is in better agreement with the pseudo-second-order kinetic model. Based on the results, this nanocomposite adsorbent can have a significant potential to remove dyes.
Keywords

Subjects


[1] Althomali R H., Alamry K A., Hussein M A., Tay G S., Versatile Applications of  Biopolymer Nanocomposites: A Review, ChemistrySelect, 7(31): e202200843 (2022).
[2] Motakef K N., Asadi A., 'Methylene Blue Adsorption from Aqueous Solution Using Zn2(Bdc)2(Dabco) Metal-Organic Framework and Its Polyurethane Nanocomposite'Iranian Journal of Chemistry and Chemical Engineering, 41(12): 4026-4038 (2022).
[3] Wawrzkiewicz M., Wiśniewska M., Wołowicz A., Gun’ko VM., Zarko VI., Mixed Silica-Alumina Oxide as Sorbent for Dyes and Metal Ions Removal from Aqueous Solutions and Wastewaters, Microporous Mesoporous Mater, 250: 128-147 (2017).
[4] Madrakian T., Afkhami A., Mahmood-Kashani H., Ahmadi M., Adsorption of Some Cationic and Anionic Dyes on Magnetite Nanoparticles-Modified Activated Carbon from Aqueous Solutions: Equilibrium and Kinetics Study, J Iran Chem Soc, 10(3): 481-489 (2013).
[6] Pai S., Kini M.S., Selvaraj R., A Review on Adsorptive Removal of Dyes from Wastewater by Hydroxyapatite Nanocomposites, ESPR, 28: 11835–11849 (2021).
[7] Yagub M.T., Sen T.K., Afroze S., Ang H.M., Dye and Its Removal from Aqueous Solution by Adsorption: A Review, Adv Colloid Interface Sci, 209: 172-184 (2014).
[8] Peng L., Qin P., Lei M., Zeng Q., Song H., Yang J., Shao J., Liao B., Modifying Fe3O4 Nanoparticles with Humic Acid for Removal of Rhodamine B in Water, J Hazard Mater, 209: 193-198 (2012).
[9] Adeyemo A.A., Adeoye I., Adeoye O.S., Adsorption of Dyes Using Different Types of Clay: A Review, Appl. Water Sci, 7: 543–568 (2017).
[10] Nur Heybet E., Ugraskan V., Isik B., Yazıcı O., Adsorption of Methylene Blue Dye on Sodium Alginate/Polypyrrole Nanotube Composites, International Journal of Biological Macromolecules, 193: 88-99 (2021).
[11] Soleimani S., Heydari A., Fattahi M., Motamedisade A., Calcium Alginate Hydrogels Reinforced with Cellulose Nanocrystals for Methylene Blue Adsorption: Synthesis, Characterization, and Modelling, Industrial Crops and Products, 192: 115999 (2023).
[12] Hidayat E., Yonemura S., Mitoma Y., Harada H., Methylene Blue Removal by Chitosan CrossLinked Zeolite from Aqueous Solution and Other Ion Effects: Isotherm, Kinetic, and Desorption Studies, Adsorption Science & Technology, 2022: 1853758 (2022).
[13] Minisy I.M., Salahuddin N., Ayad M.M., Adsorption of Methylene Blue onto Chitosan– Montmorillonite/Polyaniline Nanocomposite, Applied Clay, 203: 105993 (2021).
[14] El-Kousy S.M., El-Shorbagy H.G., Abd El-Ghaffar M.A., Chitosan/Montmorillonite Composites for Fast Removal of Methylene Blue from Aqueous Solutions, Materials Chemistry and Physics, 254: 123236 (2020).
[15] Sharma K., Sharma S., Sharma V., Kumar Mishra P., Ekielski A., Sharma V., Kumar V., Methylene Blue Dye Adsorption from Wastewater Using Hydroxyapatite/Gold Nanocomposite: Kinetic and Thermodynamics Studies, Nanomaterials, 11(6): 1403 (2021).
[16] Liang H., Hu X., Preparation of Magnetic Cellulose Nanocrystal-Modified Diatomite for Removal of Methylene Blue from Aqueous Solutions, Iran. J. Chem. Chem. Eng. (IJCCE), 41(3): 787-798 (2022).
[17] Moosavi S., Lai C.W., Gan S., Zamiri G., Akbarzadeh Pivehzhani O., Johan M.R., Application of Efficient Magnetic Particles and Activated Carbon for Dye Removal from Wastewater, ACS Omega, 5(33): 20684-20697 (2020).
[18] عزیزی فرد، افرا؛ معتکف کاظمی، نگار، نانوکامپوزیت کیتوزان حاوی مونت موریلونیت و پوسته تخم مرغ برای حذف رنگ متیلن بلو از محلول آب، انتشارات شیمی و مهندسی شیمی ایران، 43(2): 163-174 (1404).
[19] زارع، محمد علی؛ عمادی، معصومه؛ ایرانپور، مریم؛ بازرگان لاری، رضا، ، بررسی حذف رنگ متیلن بلو از آب های آلوده توسط کاکل ذرت به عنوان یک بیو جاذب ارزان قیمت، مجله مواد نوین، 4(4): 81-98 (1393).
[20] چگنی، مهدیه؛ یوسفوند، حدیث، بررسی تخریب متیلن بلو از محلول های آبی با استفاده از نانوکامپوزیت پرلیت-کبالت اکسید-گرافن اکسید کاهش یافته, نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران، 40(4): 43-54 (1400).
[21] نظری‌فر، محمدرضا؛ راه‌پیما قاسم؛ خضری جلیل، سنتز مشتقات بنزیلیدین بیس(۴-هیدروکسی کومارین) با استفاده از نانوکامپوزیت پلیمری، نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران، 40(1): 53-45، (1399).
[23] Cem Bicak T., Soylemez S., Buber E., Toppare L., Yagci Y., Poly(o-Aminophenol) Prepared by Cu(ii) Catalyzed Air Oxidation and Its Use As a bio-Sensing Architecture, Polymer Chemistry, 8: 3881-3888 (2017).
[24] Nyström J., Rapid Measurements of the Content of Biofuel, Thesis of Mälardalen University Press Dissertations, 1651-4238 (2006).
[25] گلبابایی، فریده؛ قهری، اصغر؛ صعودی، محمدرضا؛ رحیمی فروشانی، عباس؛ تیرگر، آرام، مطالعه‌های تعادل و سینتیک جذب زیستی کروم شش ظرفیتی از محلول‌های آبی با استفاده از دانه‌های پلیمر زانتانB82،نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران، 30(2): 11-24 ( 1390).
[26] ربی، امیر؛ داداشیان، فاطمه؛ سلیمانی، منصوره، حذف رنگ‌زای متیلن‌بلو با استفاده از الیاف کربن فعال بر پایه اکریلیک با کارایی بالا. مجله آب و فاضلاب، 31(5): 129-139 (1399).
[27] انصاری, رضا؛ محمدپورتسیه، امیر؛ رسولی گرمارودی، اسماعیل؛ کرمانیان، حسین. حذف رنگینه متیلن بلو توسط خاک اره پوشش دهی شده با نانوذرات منیزیم اکسید. شیمى کاربردى روز، 13(46): 219-238 (1397).
[28] بختی، سپیده؛ نجف پور، علی اصغر؛ قادری فر، شیوا؛ احمدی، الهه، حذف رنگ متیلن بلو از پساب صنایع نساجی با استفاده از هسته و میوه زیتون تلخ. همایش دانشجویان تحصیلات تکمیلی (1394).
[29] رماوندی، بهمن؛ لیلی، مصطفی، ارزیابی کارایی کربن فعال تهیه شده از هسته خرما در حذف رنگ متیلن بلو از محلول‌های آبی، مجله دانشگاه علوم پزشکی سبزوار، 21(3): 502-513 ( 1393).
[30]  Keivani M.B., Zare K., Aghaie H., and Ansari R., Removal of Methylene Blue Dye by Application of Polyaniline Nano Composite from Aqueous Solutions . Journal of Physical and Theoretical Chemistry. 6(1): 50-56 (2009).
[31] Bhattacharyya K.G., Sharma A., Kinetics and Thermodynamics of Methylene Blue Adsorption on Neem (Azadirachta indica) leaf Powder. Journal Dye and Pigment, 51-65 (2005).
[32] Ansari R., Mosayebzadeh Z., Removal and Basic Dye Methylene Blue from Aqueous Solutions Using Sawdust and Sawdust Coated with Polypyrrole. Journal of the iranian chemical society.7(2): 339-35 (2010).
[34] غنی زاده، قادر؛ عسگری، قربان، حذف رنگ متیلن بلواز فاضلاب سنتتیک با استفاده از خاکستر استخوان، سلامت و محیط زیست،  ۲(۲): ۱۰۴-۱۱۳(1388).