دانلود رایگان ترجمه مقاله نانوذرات سیلیکای تزیین شده با نقاط کوانتومی SnO2 برای حذف سریع رنگ کاتیونی – الزویر 2015

مقالات انگلیسی و ترجمه های فارسی رایگان با فرمت PDF آماده دانلود رایگان میباشند

همچنین ترجمه مقاله با فرمت ورد نیز قابل خریداری و دانلود میباشد

مقاله انگلیسی رایگان (PDF)

ترجمه فارسی رایگان (PDF)

خرید ترجمه با فرمت ورد

فهرست مقاله:

چکیده
1- مقدمه
2-روش های آزمایش
2-1 مواد و ترکیب
2-1-1 تولید نانوذرات سیلیکای مزوپور
2-1-2 ساخت نقاط کوانتومی SnO2
2-1-3 نانوکامپوزیت SnO2 QDs/SiO2 (QDs-MSN)
2-2 تعیین مشخصات
2-3 اندازه گیری جذب
3-1 تعیین مشخصات مواد
3-2خواص جذب
3-2-1 اثر دوز جاذب
3-2-2 تاثیر غلظت اولیه mb و ایزوترم جذب MB
3-2-3 اثر زمان تماس و سینتیک جذب متیلن بلو بر روی 
3-2-4 تاثیر Ph محلول و پتانسیل زتا بر روی جذب سطحی رنگ
3-2-5 اثر دما بر روی جذب MB
3-2-6 اثر غلظت املاح بر جذب متیلن بلو
3-2-7 اثر جاذب های بازیافت بر روی جذب متیلن بلو
40 . نتیجه گیری

بخشی از ترجمه فارسی مقاله:

1- مقدمه
تخلیه فاضلاب های رنگی تصفیه نشده از صنایع نساجی مختلف به محیط به یک مشکل جهانی به دلیل اثرات نامطلوب آن بر روی گیاهان و جانوران(1) تبدیل شده است. بیش از10000 رنگ تجاری موجود است و در سرتاسر دنیا ماده رنگی در هر سال استفاده می شود(2).حدود 10 تا 15 درصد رنک های مورد استفاده در طی فرایند رنگ آمیزی از بین رفته و به عنوان فاضلاب وارد محیط می شوند. بر طبق گزارش بانک جهانی، حدود 17 تا 20 ر درصد آلاینده های صنعتی از پسماند های منسوجات رنگی حاصل شده اند(3). به طور کلی، رنگ های آلی آروماتیک دارای ماهیت پایدار می باشند و از این روی به سختی زیست تجزیه پذیر هستند. تقریبا همه رنگ های فوق برای سیستم اکولوژیکی سمی هستند و دارای خاصیت سرطان زایی هستند. مواجهه در برابر متیلن بلو می تواند موجب آسیب دایم بر چشم های انسان و حیوانات شود. از این نظر، حذف مواد رنگی قبل از تخلیه آب ها بسیار مهم است. روش های مختلف نظیر فیلتراسیون ممبران، تبادل یونی، الکتروشیمیایی، انعقاد، اکسیداسیون شیمیایی و جذب برای حذف رنگ های ارگانیک سمی از فاضلاب صنعتی استفاده می شوند. در میان همه روش های سنتی برای حذف مواد رنگی از محیط محلول، جذب سطحی یک روش موثر و جذاب به دلیل مزیت های آن نظیر بقایای اندک، قابلیت استفاده مجدد از مواد جاذب و سادگی عملیات است(5، 6).
در طی سال های اخیر، کربن فعال رایج ترین جاذب برای حذف رنگ های آلی می باشد با این حال ستفاده از آن به دلیل هزینه زیاد، زیست تجزیه پذیری پایین، وجود خلل و فرج درشت و نیاز به مقدار زیاد جاذب برای حذف سریع محدود شده است(3-7-8). تلاش های زیادی توسط محققان برای یافتن جایگزین مناسب با ظرفیت جذب بالا، حذف سریع و هزینه پایین به منظور حذف رنگ ها از فاضلاب به طور موثر صورت گرفته است. علاوه بر درشت مولکول ها، انتشار ذرات موجب کاهش سرعت جذب و ظرفیت های موجود می شود(9). از این روی، تولید یک جاذب قابل بازیافت با سطح مقطع زیاد و مقاومت انتشاری پایین برای اهداف تجاری از اهمیت زیادی برخوردار است. از این نظر توجه زیادی به تولید مواد جاذب با سطح مقطع زیاد و مقائمت انتشاری پایین شده است. درطی سال های اخیر، مواد اکسید غیر آلی نظیر نانوذرات آهن اکسید، منیزم اکسید و ذرات کامپوزیت با هسته BiFeO3/a-Fe2O3 به عنوان جاذب احتمالی برای رنگ های ارکانیک استفاده شده است. از سوی دیگر، نانوذرات سیلیکای با خلل و فرج متوسط به عنوان یک ماده جاذب منحصر به فرد برای رنگ های مختلف استفاده شده و یک ماده ماتریکس منحصر به فرد برای بار گذاری نانوذرات مختلف است(4،5 و 13). یو و همکاران( 14) نانوکامپوزیت هماتیت سیلیکا را برای حذف MB از محلول آبی تولید کردند. شمسی زاده و همکاران، به طور موثر رنگ اکزالات سبز مالاشیت را با استفاده از کربن فعال بار گذاری شده با نانوذرات اکسید قلع ساختند. نقاط کوانتومی SnO2 نیمه رسانا توجه زیادی را به دلیل اثر قابل توجه در حذف آلاینده ها از فاضلاب به خود معطوف کرده است.
بر اساس مرور منابع MSN بار گذاری شده با SnO2 QD نیاز نانوجاذب رابرطرف می کند که دارای سطح مقطع بزرگ بوده و در عین حال، حضور SnO2 QD موجب کاهش مقاومت انتشاری ذرات می شود(8). MSN بار گذاری شده با SnO2 QD تا کنون به عنوان ماده جاذب برای حذف آلاینده ها از فاضلاب تست نشده است. در این مطالعه، متیلن بلوری کاتیونی به صورت رنگ مدل برای مطالعه عملکرد QDs-MSN انتخاب شد. اثر دوز جاذب، زمان تماس، رنگ اولیه، املاح، دما و اسیدیته محلول اولیه بر ظرفیت چذب بررسی شد. نتایج نشان داد که QDs-MSN یک ماده آلی برای حذف رنگ های ارکانیگ با بار مثبت از فاضلاب رنگی است.

2-روش های آزمایش
2-1 مواد و ترکیب
2-1-1 تولید نانوذرات سیلیکای مزوپور
MSN با روش اصلاح شده استوبر (17) با استفاده از برومید آمونیوم تری متیل استیل به صورت ماده سورفاکتانت و تترا اتیل ارتوسیلیکات به عنوان پیش ساز سیلسیم اکسید استفاده شد. در سنتز معمولی، 100 میلی گرم CTAB در ترکیب اتانول- آب (4:1) 25 میلی لیتر حل شده و مقدار مناسبی از محلول آمونیوم به محلول CTAB تحت هم زنی معناطیسی افزوده شد. 1 میلی لیتر TEOS افزوده شده و دمای محلول به مدت 4 ساعت به میزان 50 درجه در نظر گرفته شد. محصول حاصله شب هنگام در دمای 60 درجه خشک شد.
2-1-2 ساخت نقاط کوانتومی SnO2
SnCl45H2O (98%, Sigma–Aldrich) به عنوان پیش ساز استفاده شد. در این روش SnCl45H2O و هیدروکسید امونیوم به 40 میلی لیتر آب مقطر افزوده شد و هم زنی ادامه یافت. NH4OH به طور هم زمان با محلول SnCl45H2O واکنش داد و رسوب سفیدی را تولید کرد. سپس در دمای اتاق به مدت 8 ساعت با هم زنی پیوسته قرار گرفت محصول خاصله سانتریفیوژ شده و با اتانول و آب میلیکیو شسته شده و در شب هنگام در 60 درجه قرار داده شد
2-1-3 نانوکامپوزیت SnO2 QDs/SiO2 (QDs-MSN)
در این مطالعه، نانوکامپوزیت های QDs-MSN با یک روش شیمیایی مرطوب ساده ساخته شد. ابتدا 50 میلی گرم MSN در 50 میلی لیتر ترکیب محلول آب-امونیاک حل شده و به مدت 4 دقیقه سونیکات شدند. سپس 245 میلی گرم از پیش ماده به این ترکیب افزوده شد. محلول نهایی در دمای اتاق به مدت 8 ساعت به هم زده شد. سپس سانتریفوژ شده و با اتانول و آب میلیکیو شسته شد.

بخشی از مقاله انگلیسی:

1. Introduction

Discharge of untreated color effluents from different textile industries to the environment has become a global apprehension due to its harmful impact on flora and fauna [1]. There are more than 100,000 dyes commercially available, and across the globe about 7  105 tonnes of dying materials are being used per annum [2]. About 10–15% of used dyes are lost during the dying process and are released to environment as effluents. According to the World Bank (WB), around 17–20% of industrial pollutions originate from color textile waste [3]. In general, aromatic organic dyes are stable in nature and therefore difficult to be biodegraded. Almost all of these dyes are toxic to the ecological system, and also have carcinogenic properties. Exposure to methylene blue (MB) may cause permanent injury to the eyes of human and animals [4]. In view of this, it is of immense importance to remove the dyestuff before discharging to water bodies. Various techniques such as membrane filtration, ion exchange, electrochemical, coagulation, chemical oxidation, and adsorption are used for removal of different toxic organic dyes from industrial wastewater. Among all these conventional techniques for removing dyestuff from aqueous medium, adsorption is an effective and attractive technique because of its advantages like small amount of residues, reusability of the adsorbent and simplicity of operation etc. [5,6]. Until very recent times, activated carbon was the most widely used adsorbent for removal of organic dyes, but its use is limited by its high cost, low bio-degradability, presence of macropores and requirement of a large amount of adsorbent for fast removal [3,7,8]. Considerable efforts are being made by many researchers to find appropriate replacement with high adsorption capacity, fast removal and low cost in order to effectively remove dyes from wastewaters. Nanomaterials with high surface to volume ratio is one of the most likely choices for this purpose. Moreover, for macromolecules, the particle diffusion may decrease the adsorption rate and available capacity as well [9]. Hence, it is of significant importance to fabricate a recyclable adsorbent with large surface area and small diffusion resistance for its commercial use. In view of this, much attention has been paid to fabricate different nano adsorbent materials [10]. In recent years, different inorganic oxide materials such as Fe3O4 nanoparticles [10], MnO2 nanosheets [11] and BiFeO3/a-Fe2O3 core/shell composite particles [12] have been studied as possible adsorbent for organic dyes. On the other hand, mesoporous silica nanoparticles (MSN) serve as a unique adsorbent material for different organic dyes and also serve as matrix materials for loading of different nanoparticle [3,5,13]. You et al. [14] synthesized silica hematite nanocomposite for removal of MB from aqueous solution. Shamsizadeh and co-workers [15] efficiently removed malachite green-oxalate (MG) dye using tin oxide nanoparticles loaded activated carbon. Semiconducting SnO2 quantum dots (QDs) are presently attracting consideration due to their noticeable effect in removing pollutants from wastewater [16]. In view of the available literature, SnO2 QDs loaded MSN may fulfill the requirement of nano adsorbent; which have large surface area and at the same time the presence of SnO2 QDs decreases the particle diffusion resistance [8]. To the best of our knowledge, SnO2 QDs decorated MSN (QDs-MSN) is not exploited so far as a possible adsorbent materials for removing pollutants from wastewater. In this work, cationic dye methylene blue (MB) is selected as a model dye to study the performance of QDs-MSN as an adsorbent material for water remediation. Here we present a noble approach of decorating MSN with SnO2 QDs. The effect of adsorbent dosage, contact time, initial dye concentration, salt concentration, temperature and pH of the initial solution towards adsorption capacity was investigated. Results show that QDs-MSN is an ideal aspirant for removal of positively charged organic dyes from colored wastewater.

2. Experimental methods

2.1. Materials and synthesis

2.1.1. Synthesis of mesoporous silica nanoparticles (MSN) MSNs was synthesized by modified Stober’s method [17] using cetyl trimethyl ammonium bromide (CTAB, 99%, spectrochem) as surfactant material and tetraethyl orthosilicate (TEOS, 98%, Kemphasol) as precursor for SiO2. In a typical synthesis, 100 mg of CTAB was dissolved in 25 mL water–ethanol mixture (4:1) and an appropriate amount of ammonia solution (NH4OH, 25%, Merck) was added to the CTAB solution under continuous magnetic stirring. Then 1 mL of TEOS was added drop wise and the temperature of the solution was maintained at 50 C for 4 h. The obtained product was dried overnight at 60 C, after washing with ethanol and MilliQ water following centrifugation (6000 rpm for 10 min).

2.1.2. Synthesis of SnO2 quantum dots (QDs) SnCl45H2O (98%, Sigma–Aldrich) was used as the precursor. In this method, SnCl45H2O and ammonium hydroxide (10 mL) were added to 40 ml of deionized water, with continuous stirring. NH4OH instantaneously reacted with SnCl45H2O solution and gave a white precipitation. It was then maintained at room temperature for 8 h with continuous stirring. The obtained product was centrifuged (10,000 rpm for 10 min), washed with ethanol and MilliQ water, and dried overnight at 60 C in air.

2.1.3. Fabrication of SnO2 QDs/SiO2 (QDs-MSN) nanocomposite In this work, we have synthesized the QDs-MSN nanocomposite by a simple wet chemical method. In a typical synthesis batch, first 50 mg MSN was dissolved in 50 mL water–ammonia solution mixture (4:1) and sonicated for 4 min. Then 245 mg of tin precursor (SnCl45H2O) was added to this mixture. The final solution was maintained at room temperature under continuous stirring for 8 h. This was then centrifuged (6000 rpm for 10 min), washed with ethanol and MilliQ water, and dried overnight at 60 C in air.