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Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 9/2019

03.04.2019

New magnetic nanobiocomposite CoFe2O4@methycellulose: facile synthesis, characterization, and photocatalytic degradation of metronidazole

verfasst von: Alireza Nasiri, Fatemeh Tamaddon, Mohammad Hossein Mosslemin, Majid Amiri Gharaghani, Ali Asadipour

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 9/2019

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Abstract

In this work nanoCoFe2O4@methycellulose (MC) as a highly potent, magnetically separable photocatalyst by a facile, fast, and new microwave-assisted method with iron and cobalt salts on methyl cellulose in alkali medium was prepared. The nanobiomagnetic catalyst CoFe2O4@MC was characterized by field emission scanning electron microscope-energy dispersive spectroscopy (FESEM-EDS), mapping, the Brunauer–Emmett–Teller (SBET), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), X-ray powder diffraction (XRD), thermal gravimetric analysis, derivative thermogravimetric analysis, differential thermal analysis, vibrating sample magnetometer (VSM), and UV–Vis diffuse reflectance spectra. Powder XRD, and EDS analysis confirmed the formation of pure-phase spinel ferrites. FESEM analysis confirmed the sphere-like particle morphology of the samples with a smaller agglomeration. VSM analysis clearly showed the ferromagnetic nature of the nanoCoFe2O4@MC. The Ms value was 40.05 emu/g for simple separation by external magnetic fields. After characterization of this photocatalyst which showed its promising magnetic properties, the effective parameters of reaction time, initial antibiotic concentration, pH, photocatalyst loading, degradation kinetic, and removal efficiency of MNZ were investigated. The highest removal efficiency of 85.3% was observed in optimal conditions. The kinetic linear models showed that the nanoCoFe2O4@MC-catalyzed removal of MNZ follows either a pseudo-first order kinetic or the Langmuir–Hinshelwood equation. The new photocatalyst nanoCoFe2O4@MC was easily separated by a magnet and recycled without significant loss of photocatalytic activity after being used in four runs. This photocatalytic process is an excellent practical alternative for the removal of MNZ and similar antibiotic pollutants from various wastewaters.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat N. Serpone, Y.M. Artemev, V.K. Ryabchuk, A.V. Emeline, S. Horikoshi, Curr. Opin. Green Sustain. Chem. 6, 18 (2017)CrossRef N. Serpone, Y.M. Artemev, V.K. Ryabchuk, A.V. Emeline, S. Horikoshi, Curr. Opin. Green Sustain. Chem. 6, 18 (2017)CrossRef
2.
Zurück zum Zitat S. Agarwal, I. Tyagi, V.K. Gupta, M. Sohrabi, S. Mohammadi, A.N. Golikand, A. Fakhri, Mater. Sci. Eng. C 70, 178 (2017)CrossRef S. Agarwal, I. Tyagi, V.K. Gupta, M. Sohrabi, S. Mohammadi, A.N. Golikand, A. Fakhri, Mater. Sci. Eng. C 70, 178 (2017)CrossRef
3.
Zurück zum Zitat X. Guo, H. Yang, J. Liu, G. Guo, React. Kinet. Mech. Catal. 120, 809 (2017)CrossRef X. Guo, H. Yang, J. Liu, G. Guo, React. Kinet. Mech. Catal. 120, 809 (2017)CrossRef
5.
Zurück zum Zitat C.Z. Xiong Zhenhu, L. Jianming, Chin. J. Environ. Eng. 3, 2 (2009) C.Z. Xiong Zhenhu, L. Jianming, Chin. J. Environ. Eng. 3, 2 (2009)
6.
Zurück zum Zitat P.Y. Ayekoe, D. Robert, D.L. Goné, Environ. Chem. Lett. 14, 387 (2016)CrossRef P.Y. Ayekoe, D. Robert, D.L. Goné, Environ. Chem. Lett. 14, 387 (2016)CrossRef
7.
Zurück zum Zitat A.P.L. Batista, H.W.P. Carvalho, G.H.P. Luz, P.F.Q. Martins, M. Gonçalves, L.C.A. Oliveira, Environ. Chem. Lett. 8, 63 (2010)CrossRef A.P.L. Batista, H.W.P. Carvalho, G.H.P. Luz, P.F.Q. Martins, M. Gonçalves, L.C.A. Oliveira, Environ. Chem. Lett. 8, 63 (2010)CrossRef
9.
Zurück zum Zitat L.R. Khot, S. Sankaran, J.M. Maja, R. Ehsani, E.W. Schuster, Crop Prot. 35, 64 (2012)CrossRef L.R. Khot, S. Sankaran, J.M. Maja, R. Ehsani, E.W. Schuster, Crop Prot. 35, 64 (2012)CrossRef
10.
Zurück zum Zitat B. Appavu, S. Thiripuranthagan, S. Ranganathan, E. Erusappan, K. Kannan, Ecotoxicol. Environ. Saf. 151, 118 (2018)CrossRef B. Appavu, S. Thiripuranthagan, S. Ranganathan, E. Erusappan, K. Kannan, Ecotoxicol. Environ. Saf. 151, 118 (2018)CrossRef
11.
12.
Zurück zum Zitat J. Li, W. Zhao, Y. Guo, Z. Wei, M. Han, H. He, S. Yang, C. Sun, Appl. Surf. Sci. 351, 270 (2015)CrossRef J. Li, W. Zhao, Y. Guo, Z. Wei, M. Han, H. He, S. Yang, C. Sun, Appl. Surf. Sci. 351, 270 (2015)CrossRef
13.
Zurück zum Zitat A. Khataee, M. Kıranşan, S. Karaca, M. Sheydaei, J. Taiwan Inst. Chem. Eng. 74, 196 (2017)CrossRef A. Khataee, M. Kıranşan, S. Karaca, M. Sheydaei, J. Taiwan Inst. Chem. Eng. 74, 196 (2017)CrossRef
14.
Zurück zum Zitat B. Ren, Y. Huang, C. Han, M. Nadagouda, D. Dionysiou, in ACS Symposium Series, vol. 1238 (2016) B. Ren, Y. Huang, C. Han, M. Nadagouda, D. Dionysiou, in ACS Symposium Series, vol. 1238 (2016)
16.
17.
18.
19.
Zurück zum Zitat E. Wiercigroch, E. Szafraniec, K. Czamara, M.Z. Pacia, K. Majzner, K. Kochan, A. Kaczor, M. Baranska, K. Malek, Spectrochim. Acta. A 185, 317 (2017)CrossRef E. Wiercigroch, E. Szafraniec, K. Czamara, M.Z. Pacia, K. Majzner, K. Kochan, A. Kaczor, M. Baranska, K. Malek, Spectrochim. Acta. A 185, 317 (2017)CrossRef
20.
22.
Zurück zum Zitat M. Mallapur, P. Shaikh, R. Kambale, H. Jamadar, P. Mahamuni, B. Chougule, J. Alloys Compd. 479, 797 (2009)CrossRef M. Mallapur, P. Shaikh, R. Kambale, H. Jamadar, P. Mahamuni, B. Chougule, J. Alloys Compd. 479, 797 (2009)CrossRef
23.
24.
Zurück zum Zitat E. Mehran, S.F. Shayesteh, M. Sheykhan, Chin. Phys. B 25, 107504 (2016)CrossRef E. Mehran, S.F. Shayesteh, M. Sheykhan, Chin. Phys. B 25, 107504 (2016)CrossRef
25.
Zurück zum Zitat R. Singh, A. Narayan, K. Prasad, R. Yadav, A. Pandey, A. Singh, L. Verma, R. Verma, J. Therm. Anal. Calorim. 110, 573 (2012)CrossRef R. Singh, A. Narayan, K. Prasad, R. Yadav, A. Pandey, A. Singh, L. Verma, R. Verma, J. Therm. Anal. Calorim. 110, 573 (2012)CrossRef
26.
Zurück zum Zitat S.M. Moosavi, P. Molla-Abbasi, Z. Haji-Aghajani, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 27, 4879 (2016)CrossRef S.M. Moosavi, P. Molla-Abbasi, Z. Haji-Aghajani, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 27, 4879 (2016)CrossRef
27.
Zurück zum Zitat A. Kalam, A.G. Al-Sehemi, M. Assiri, G. Du, T. Ahmad, I. Ahmad, M. Pannipara, Res. Phys. 8, 1046 (2018) A. Kalam, A.G. Al-Sehemi, M. Assiri, G. Du, T. Ahmad, I. Ahmad, M. Pannipara, Res. Phys. 8, 1046 (2018)
28.
Zurück zum Zitat Y.O. Lopez, H.M. Vazquez, J.S. Gutierrez, V.G. Velderrain, A.L. Ortiz, V.C. Martinez, J. Nanomater. 8, 9 (2015) Y.O. Lopez, H.M. Vazquez, J.S. Gutierrez, V.G. Velderrain, A.L. Ortiz, V.C. Martinez, J. Nanomater. 8, 9 (2015)
29.
Zurück zum Zitat A.S. Ahmed, M. Shafeeq, M.M.L. Singla, S. Tabassum, A.H. Naqvi, A. Azam, J. Lumin. 131, 1 (2011)CrossRef A.S. Ahmed, M. Shafeeq, M.M.L. Singla, S. Tabassum, A.H. Naqvi, A. Azam, J. Lumin. 131, 1 (2011)CrossRef
30.
Zurück zum Zitat M. Shoeb, B.R. Singh, J.A. Khan, W. Khan, B.N. Singh, H.B. Singh, A.H. Naqvi, Adv. Nat. Sci. Nanosci. Nanotechnol. 4, 35015 (2013)CrossRef M. Shoeb, B.R. Singh, J.A. Khan, W. Khan, B.N. Singh, H.B. Singh, A.H. Naqvi, Adv. Nat. Sci. Nanosci. Nanotechnol. 4, 35015 (2013)CrossRef
31.
32.
Zurück zum Zitat M. Farzadkia, E. Bazrafshan, A. Esrafili, J.K. Yang, M. Shirzad-Siboni, J. Environ. Health Sci. Eng. 13 (2015) M. Farzadkia, E. Bazrafshan, A. Esrafili, J.K. Yang, M. Shirzad-Siboni, J. Environ. Health Sci. Eng. 13 (2015)
33.
34.
Zurück zum Zitat A. Esrafili, S. Khosravi, M. Gholami, M. Farzadkia, G. Abdorahimi, J. Mazandaran Univ. Med. Sci. 27, 97 (2018) A. Esrafili, S. Khosravi, M. Gholami, M. Farzadkia, G. Abdorahimi, J. Mazandaran Univ. Med. Sci. 27, 97 (2018)
35.
Zurück zum Zitat M. Farzadkia, A. Esrafili, M.A. Baghapour, Y.D. Shahamat, N. Okhovat, Des. Water Treat 52, 4947 (2014)CrossRef M. Farzadkia, A. Esrafili, M.A. Baghapour, Y.D. Shahamat, N. Okhovat, Des. Water Treat 52, 4947 (2014)CrossRef
36.
Zurück zum Zitat R. Velmurugan, B. Krishnakumar, B. Subash, M. Swaminathan, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 108, 205 (2013)CrossRef R. Velmurugan, B. Krishnakumar, B. Subash, M. Swaminathan, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 108, 205 (2013)CrossRef
37.
Zurück zum Zitat R. Velmurugan, M. Swaminathan, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 95, 942 (2011)CrossRef R. Velmurugan, M. Swaminathan, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 95, 942 (2011)CrossRef
38.
Zurück zum Zitat G. Padmapriya, A. Manikandan, V. Krishnasamy, S.K. Jaganathan, S.A. Antony, J. Mol. Struct. 1119, 39 (2016)CrossRef G. Padmapriya, A. Manikandan, V. Krishnasamy, S.K. Jaganathan, S.A. Antony, J. Mol. Struct. 1119, 39 (2016)CrossRef
39.
Zurück zum Zitat M. Malakootian, A. Nasiri, M. Amiri, Chem. Eng. Commun. 202, 1161 (2019) M. Malakootian, A. Nasiri, M. Amiri, Chem. Eng. Commun. 202, 1161 (2019)
40.
Zurück zum Zitat T. Perez, S. Garcia-Segura, A. El-Ghenymy, J.L. Nava, E. Brillas, Electrochim. Acta 165, 173 (2015)CrossRef T. Perez, S. Garcia-Segura, A. El-Ghenymy, J.L. Nava, E. Brillas, Electrochim. Acta 165, 173 (2015)CrossRef
41.
42.
Zurück zum Zitat J. Chen, X. Qiu, Z. Fang, M. Yang, T. Pokeung, F. Gu, W. Cheng, B. Lan, Chem. Eng. J. 181, 113 (2012)CrossRef J. Chen, X. Qiu, Z. Fang, M. Yang, T. Pokeung, F. Gu, W. Cheng, B. Lan, Chem. Eng. J. 181, 113 (2012)CrossRef
43.
Zurück zum Zitat J. Yang, X. Wang, M. Zhu, H. Liu, J. Ma, J. Hazard. Mater. 264, 269 (2014)CrossRef J. Yang, X. Wang, M. Zhu, H. Liu, J. Ma, J. Hazard. Mater. 264, 269 (2014)CrossRef
44.
Zurück zum Zitat T. Zhang, H. Zhu, J.P. Croue, Environ. Sci. Technol. 19, 47 (2013) T. Zhang, H. Zhu, J.P. Croue, Environ. Sci. Technol. 19, 47 (2013)
Metadaten
Titel
New magnetic nanobiocomposite CoFe2O4@methycellulose: facile synthesis, characterization, and photocatalytic degradation of metronidazole
verfasst von
Alireza Nasiri
Fatemeh Tamaddon
Mohammad Hossein Mosslemin
Majid Amiri Gharaghani
Ali Asadipour
Publikationsdatum
03.04.2019
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 9/2019
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-019-01182-7

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