سینتیک و ترمودینامیک حذف متیل اورانژ از محلول های آبی با استفاده از نانوذرات دوفلزی آهن- نیکل تهیه شده با کاهش همزمان

نانوذرات به علت خواص مکانیکی، فیزیکی و شیمیایی, بسیار متفاوت از همتاهای توده ی خود عمل می کنند و در حوزه ی مواد مورد توجه زیادی قرار گرفته اند. این تفاوت به دلیل تعداد قابل توجه اتم های سطحی که در مقایسه با نمونه های توده، خواص الکترونی و ساختاری متفاوت دارند، می باشد فناوری جدید ساخت نانو ذرات متنوع است و شامل گستره ی وسیعی از روش های حالت بخار، مایع و جامد می باشد. روش های موجود سنتز نانو ذرات در فاز بخار شامل رسوب فیزیکی و شیمیایی بخار و اسپری آئروسل می باشد. سنتز نانوذرات در فاز مایع شامل روش سل- ژل و روش های شیمیایی مرطوب می باشد. روش های تهیه در حالت جامد شامل آسیاب کاری مکانیکی و مکانو شیمیایی می باشد. هریک از این روش ها مزایا و معایب مربوط به خودش را دارد. از بین این روش ها، آسیاب کاری مکانیکی و فرایند های اسپری برای تولید انبوه نانوپودرها به کار می رود. نانو مواد شامل فلزات، سرامیک ها، مواد پلیمری یا مواد کامپوزیتی می باشند به طوری که اندازه ی آن ها در مقیاس نانو باشد. در اواخر دهه ی گذشته، نانو فلزات به خاطر پتانسیل خوب شان در کاربردهای صنعتی، کاتالیزوری، زیست پزشکی و الکترونیکی موضوع بسیاری از تحقیقات بوده اند. آلودگی نهرهای آب به سبب رنگ ها از صنایع نساجی، چرم و چاپ یک مشکل عمده ی زیست محیطی است. رنگ های آزو که شامل یک یا چند پیوند آزو (-n=n- ( هستند یک طبقه ی عمده از ترکیبات رنگی آلی سنتزی هستند. برآورد می شود که حدود 5/0 میلیون تن از رنگ های آزو هر ساله در سرتا سر جهان ساخته می شود که حدود 50% رنگ های تولیدی را شامل می شود. پیوند آزو ناپایدارترین بخش ملکول رنگ است و مسئول سرطان زایی و سمیت آن است. تخریب آن همچنین منجر به تشکیل آمین های آروماتیک سرطان زا می شود. اگرچه ترکیبات گوناگون از نانو ذرات دو فلزی بر پایه ی آهن برای تخریب آلاینده ها استفاده شده است ولی نانو ذرات دو فلزی آهن- نیکل به دلیل کاربردهای وسیع، پایداری خوب از نظر خوردگی و قیمت کمتر نیکل بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. در نانو ذرات دو فلزی آهن- نیکل آهن الکترون دهنده است در حالیکه نیکل کاتالیزور است. مهم ترین روش های سنتز نانو ذرات دو فلزی در دماهای بالا مانند تجزیه حرارتی کمپلکس های فلزات واسطه، مایسل های معکوس، تشکیل الکتروشیمیایی و غیره می باشد. از بین این روش ها، روش احیای همزمان در فاز محلول مزایایی همچون شرایط ملایم تر، سادگی، قیمت پایین و تولید زیاد محصول را در بر دارد و به طور موفقیت آمیز در تهیه ی نانو ساختار های آلیاژی آهن- نیکل با ابعاد کوچک به کار رفته است.نانوذرات دوفلزی آهن- نیکل با موفقیت با استفاده از احیاکننده ی سدیم بور هیدراید برای کاهش همزمان یون های نیکل و آهن دو بار مثبت در محلول آبی تهیه شدند. ساختار، ترکیب، مورفولوژی و رفتار مغناطیسی توسط پراش اشعه ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی، میکروسکوپ الکترونی عبوری، پراش الکترونی سطح انتخاب شده، میکروسکوپ الکترونی عبوری با تفکیک بالا، میکروسکوپ تونل زنی پیمایشی، مغناطیس سنجی ارتعاشی نمونه در دمای اتاق، طیف‎ بینی جذبی فرابنفش- مرئی و آنالیز مساحت سطح برونر-امت- تلر بررسی شد. این مطالعه به تخریب یک رنگ آزو، متیل اورانژ، با استفاده از نانوذرات دوفلزی آهن- نیکل در محلول آبی اشاره دارد. تخریب رنگ متیل اورانژ خیلی سریع بود و از مدل سینتیکی شبه درجه ی دوم پیروی کرد. سینتیک تخریب رنگ نشان داد که ph محلول، غلظت اولیه ی آهن- نیکل و غلظت اولیه ی رنگ فاکتورهای اساسی اند که بر سرعت تخریب موثراند. با افزایش اسیدیته و غلظت نانوذرات سرعت تخریب افزایش می یابد. مدل همدما آشکار کرد که معادله ی لانگمویر جذب رنگ متیل اورانژ بر روی نانوذرات دوفلزی آهن- نیکل را بهتر از مدل فرندلیچ توصیف می کند.