Published July 1, 2021
| Version v1
Publication
Photodegradation of Reactive Black 5 and raw textile wastewater by heterogeneous photo-Fenton reaction using amino-Fe3O4-functionalized graphene oxide as nanocatalyst
Creators
- 1. Universidade Federal de Pernambuco
- 2. Universidade Federal Rural de Pernambuco
- 3. Universidade do Porto
Description
Amino-Fe3O4-functionalized graphene oxide (AmGO) was synthesized and had its photocatalytic properties investigated in the degradation of Reactive Black 5 (RB5) dye and raw textile wastewater (RTW). Graphene oxide was synthesized via modified Hummers method and functionalized with diethylenetriamine and FeCl3 to obtain the AmGO. A 23 factorial design was carried out to optimize the best working conditions; the most statistically significant effect was the AmGO dosage, followed by the initial pH. Kinetics studies were performed and Chan & Chu model the most representative of the experimental data with R2 ≥ 0.95. Experiments of adsorption kinetics were carried out and evidenced that the adsorption of RB5 by AmGO was slower than photodegradation, in which the equilibrium state was reached after 300 min. Moreover, pseudo-second-order model showed the best fit with adsorptive capacity at equilibrium of 53.06 mg∙g−1. AmGO employment in the photodegradation of RB5 exhibited 75 % removal efficiency in less than 2h for the initial dye concentration of 100 mg∙L−1. AmGO also showed satisfactory recycling capacity, since it maintained RB5 removal up to 97 % after 6 cycles. RTW photodegradation experiments exhibited removal efficiencies of 53.25 % for apparent color, and 64.55 % for turbidity. Phytotoxicity assays using cucumber seeds showed low toxicity of the samples after photodegradation, which indicated that toxic compounds were fully mineralized.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تم تصنيع أكسيد الجرافين (AmGO) الذي يعمل بوظائف Amino - Fe3O4 وتم التحقيق في خصائصه التحفيزية الضوئية في تحلل الصبغة السوداء التفاعلية 5 (RB5) ومياه الصرف الصحي النسيجية الخام (RTW). تم تصنيع أكسيد الجرافين عبر طريقة هامرز المعدلة وتم تشغيله باستخدام ثنائي إيثيلين تريامين و FeCl3 للحصول على AmGO. تم تنفيذ تصميم مضروب 23 لتحسين أفضل ظروف العمل ؛ وكان التأثير الأكثر أهمية من الناحية الإحصائية هو جرعة AmGO، تليها درجة الحموضة الأولية. أجريت دراسات حركية ونموذج تشان وتشو الأكثر تمثيلا للبيانات التجريبية مع R2 ≥ 0.95. تم إجراء تجارب حركية الامتزاز وأثبتت أن امتزاز RB5 بواسطة AmGO كان أبطأ من التحلل الضوئي، حيث تم الوصول إلى حالة التوازن بعد 300 دقيقة. علاوة على ذلك، أظهر نموذج الترتيب الثاني الزائف أفضل ملاءمة مع القدرة الامتزازية عند توازن 53.06 ملجم∙ز−1. أظهر توظيف AmGO في التحلل الضوئي لـ RB5 كفاءة إزالة 75 ٪ في أقل من ساعتين لتركيز الصبغة الأولي البالغ 100 ملغ. L-1. أظهرت AmGO أيضًا قدرة إعادة تدوير مرضية، لأنها حافظت على إزالة RB5 بنسبة تصل إلى 97 ٪ بعد 6 دورات. أظهرت تجارب التحلل الضوئي RTW كفاءة إزالة بنسبة 53.25 ٪ للون الظاهر، و 64.55 ٪ للعكارة. أظهرت فحوصات السمية النباتية باستخدام بذور الخيار سمية منخفضة للعينات بعد التحلل الضوئي، مما يشير إلى أن المركبات السامة كانت ممعدنة بالكامل.Translated Description (French)
L'oxyde de graphène fonctionnalisé par amino-Fe3O4 (AmGO) a été synthétisé et ses propriétés photocatalytiques ont été étudiées dans la dégradation du colorant noir réactif 5 (RB5) et des eaux usées textiles brutes (RTW). L'oxyde de graphène a été synthétisé par la méthode de Hummers modifiée et fonctionnalisé avec de la diéthylènetriamine et du FeCl3 pour obtenir l'AmGO. Un plan factoriel de 23 a été réalisé pour optimiser les meilleures conditions de travail ; l'effet le plus statistiquement significatif a été la dose d'AmGO, suivie du pH initial. Des études cinétiques ont été réalisées et le modèle Chan & Chu est le plus représentatif des données expérimentales avec R2 ≥ 0,95. Des expériences de cinétique d'adsorption ont été réalisées et ont mis en évidence que l'adsorption de RB5 par l'AmGO était plus lente que la photodégradation, dans laquelle l'état d'équilibre était atteint après 300 min. De plus, le modèle de pseudo-deuxième ordre a montré le meilleur ajustement avec une capacité d'adsorption à l'équilibre de 53,06 mg∙g−1. L'utilisation d'AmGO dans la photodégradation de RB5 a montré une efficacité d'élimination de 75 % en moins de 2 h pour la concentration initiale de colorant de 100 mg∙L−1. AmGO a également montré une capacité de recyclage satisfaisante, puisqu' elle a maintenu l'élimination du RB5 jusqu'à 97 % après 6 cycles. Les expériences de photodégradation RTW ont montré des efficacités d'élimination de 53,25 % pour la couleur apparente et de 64,55 % pour la turbidité. Les essais de phytotoxicité utilisant des graines de concombre ont montré une faible toxicité des échantillons après photodégradation, ce qui a indiqué que les composés toxiques étaient entièrement minéralisés.Translated Description (Spanish)
Se sintetizó óxido de grafeno funcionalizado con amino-Fe3O4 (AmGO) y se investigaron sus propiedades fotocatalíticas en la degradación del colorante Reactive Black 5 (Rb5) y las aguas residuales textiles crudas (RTW). El óxido de grafeno se sintetizó mediante el método de Hummers modificado y se funcionalizó con dietilentriamina y FeCl3 para obtener el AmGO. Se realizó un diseño factorial de 23 para optimizar las mejores condiciones de trabajo; el efecto más estadísticamente significativo fue la dosificación de AmGO, seguido del pH inicial. Se realizaron estudios de cinética y el modelo Chan & Chu fue el más representativo de los datos experimentales con R2 ≥ 0,95. Se llevaron a cabo experimentos de cinética de adsorción y se evidenció que la adsorción de Rb5 por AmGO fue más lenta que la fotodegradación, en la que se alcanzó el estado de equilibrio después de 300 min. Además, el modelo de pseudo-segundo orden mostró el mejor ajuste con una capacidad de adsorción en equilibrio de 53.06 mg∙g−1. El empleo de AmGO en la fotodegradación de Rb5 mostró una eficiencia de eliminación del 75 % en menos de 2 h para la concentración inicial de colorante de 100 mg∙L−1. AmGO también mostró una capacidad de reciclaje satisfactoria, ya que mantuvo la eliminación de Rb5 hasta el 97% después de 6 ciclos. Los experimentos de fotodegradación RTW mostraron eficiencias de eliminación del 53,25 % para el color aparente y del 64,55 % para la turbidez. Los ensayos de fitotoxicidad con semillas de pepino mostraron una baja toxicidad de las muestras después de la fotodegradación, lo que indicó que los compuestos tóxicos estaban completamente mineralizados.Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- التحلل الضوئي للأسود التفاعلي 5 ومياه الصرف الصحي النسيجية الخام عن طريق تفاعل الفنتون الضوئي غير المتجانس باستخدام أكسيد الجرافين المنشط بالأمينو Fe3O4 كمحفز نانوي
- Translated title (French)
- Photodégradation du noir réactif 5 et des eaux usées textiles brutes par réaction photo-Fenton hétérogène en utilisant de l'oxyde de graphène fonctionnalisé amino-Fe3O4 comme nanocatalyseur
- Translated title (Spanish)
- Fotodegradación de negro reactivo 5 y aguas residuales textiles brutas por reacción heterogénea de foto-Fenton utilizando óxido de grafeno funcionalizado con amino-Fe3O4 como nanocatalizador
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3162317983
- DOI
- 10.1016/j.envadv.2021.100064
References
- https://openalex.org/W1874926425
- https://openalex.org/W1964036477
- https://openalex.org/W1975307495
- https://openalex.org/W1976156302
- https://openalex.org/W1991325385
- https://openalex.org/W1991531442
- https://openalex.org/W2020695207
- https://openalex.org/W2040448211
- https://openalex.org/W2065468728
- https://openalex.org/W2069059833
- https://openalex.org/W2083713532
- https://openalex.org/W2094190414
- https://openalex.org/W2094256318
- https://openalex.org/W2098799774
- https://openalex.org/W2111692592
- https://openalex.org/W2120055596
- https://openalex.org/W2136334331
- https://openalex.org/W2152950745
- https://openalex.org/W2181555329
- https://openalex.org/W2220480925
- https://openalex.org/W2267828369
- https://openalex.org/W2291688091
- https://openalex.org/W2300474821
- https://openalex.org/W2342526678
- https://openalex.org/W2494952261
- https://openalex.org/W2587078472
- https://openalex.org/W2588889182
- https://openalex.org/W2593124874
- https://openalex.org/W2730796232
- https://openalex.org/W2748207110
- https://openalex.org/W2766068838
- https://openalex.org/W2787418679
- https://openalex.org/W2811029220
- https://openalex.org/W2886224382
- https://openalex.org/W2900657835
- https://openalex.org/W2913297455
- https://openalex.org/W2943969413
- https://openalex.org/W2947856564
- https://openalex.org/W2953046822
- https://openalex.org/W2953592815
- https://openalex.org/W2957084200
- https://openalex.org/W2980182901
- https://openalex.org/W3016321836
- https://openalex.org/W3035696738
- https://openalex.org/W3037308674
- https://openalex.org/W3105653928
- https://openalex.org/W4233194460