Published December 1, 2023 | Version v1
Publication Open

Synthesis of BiFeO<sub>3</sub>/ZnMgAl-LDH nanocomposite for instantaneous decolorization of methylene blue by ultrasonic induced adsorption system: characterization and equilibrium studies

Creators

  • 1. Egyptian Petroleum Research Institute
  • 2. Beni-Suef University
  • 3. King Saud University
  • 4. Yeungnam University

Description

Abstract The bismuth ferrite/ZnMgAl-LDH (BFO/LDH) nanocomposite was successfully synthesized in the in situ co-precipitation method as an enhanced adsorbent of methylene blue dye under sonication interference. The synthetic structure was deeply characterized by different structural, chemical, textural, and physical techniques, including XRD, FT-IR, Raman analysis, BET surface area TEM, and XPS. The charterization findings describe the formation of the composite as magnetic spherical-like nanoparticles with a grain size less than 100 nm, a surface area of 13.4 m 2 g –1 , and multifunctional active chemical groups. The composite was applied to adsorb methylene blue (MB) via adsorption from an aqueous solution. MB adsorption experiments were conducted in an ultrasonic bath, and the effect of various adsorption parameters such as composite dosage, pH, time, and initial dye concentration has been briefly studied. The result indicated that pH 12 is more optimal for MB adsorption. The adsorption kinetics of the composite are determined to be pseudo-second-order. Furthermore, BFO/LDH composites exhibit a higher adsorption capacity (244.49 mg g −1 ) under optimal conditions. The equilibrium adsorption isotherm follows the Langmuir isotherm model. The results indicate that the prepared BFO/LDH composite provides a novel effective adsorbent for MB from aqueous media and could be applied for actual wastewater purification.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

الملخص تم تصنيع مركب البزموت الفريت/ZnMgAl - LDH (BFO/LDH) النانوي بنجاح في طريقة الترسيب المشترك في الموقع كممتز معزز لصبغة الميثيلين الزرقاء تحت تداخل الصوتنة. تميز الهيكل الاصطناعي بعمق بتقنيات هيكلية وكيميائية ونسيجية وفيزيائية مختلفة، بما في ذلك XRD و FT - IR وتحليل رامان ومساحة سطح BET TEM و XPS. تصف نتائج التأجير تكوين المركب كجسيمات نانوية مغناطيسية كروية بحجم حبة أقل من 100 نانومتر، ومساحة سطح 13.4 م 2 جم –1 ، ومجموعات كيميائية نشطة متعددة الوظائف. تم تطبيق المركب على امتصاص أزرق الميثيلين (MB) عن طريق الامتزاز من محلول مائي. تم إجراء تجارب امتزاز MB في حمام بالموجات فوق الصوتية، وتمت دراسة تأثير معلمات الامتزاز المختلفة مثل الجرعة المركبة، ودرجة الحموضة، والوقت، وتركيز الصبغة الأولي لفترة وجيزة. أشارت النتيجة إلى أن درجة الحموضة 12 هي الأكثر مثالية لامتزاز MB. يتم تحديد حركية الامتزاز للمركب لتكون من الدرجة الثانية الزائفة. علاوة على ذلك، تُظهر مركبات BFO/LDH قدرة امتزاز أعلى (244.49 مجم جم -1 ) في ظل الظروف المثلى. يتبع امتزاز التوازن متساوي الحرارة نموذج Langmuir متساوي الحرارة. تشير النتائج إلى أن مركب BFO/LDH المحضر يوفر مادة ماصة فعالة جديدة لـ MB من الوسائط المائية ويمكن تطبيقها لتنقية مياه الصرف الصحي الفعلية.

Translated Description (French)

Résumé Le nanocomposite ferrite de bismuth/ZnMgAl-LDH (BFO/LDH) a été synthétisé avec succès dans la méthode de coprécipitation in situ en tant qu'adsorbant amélioré du colorant bleu de méthylène sous interférence de sonication. La structure synthétique a été profondément caractérisée par différentes techniques structurelles, chimiques, texturales et physiques, y compris XRD, FT-IR, analyse Raman, BET surface TEM et XPS. Les résultats de la charte décrivent la formation du composite sous forme de nanoparticules magnétiques sphériques avec une taille de grain inférieure à 100 nm, une surface spécifique de 13,4 m 2 g –1 et des groupes chimiques actifs multifonctionnels. Le composite a été appliqué pour adsorber le bleu de méthylène (MB) par adsorption à partir d'une solution aqueuse. Des expériences d'adsorption MB ont été menées dans un bain à ultrasons, et l'effet de divers paramètres d'adsorption tels que la posologie composite, le pH, le temps et la concentration initiale de colorant a été brièvement étudié. Le résultat a indiqué que le pH 12 est plus optimal pour l'adsorption du MB. La cinétique d'adsorption du composite est déterminée comme étant d'ordre pseudo-seconde. En outre, les composites BFO/LDH présentent une capacité d'adsorption plus élevée (244,49 mg g −1 ) dans des conditions optimales. L'isotherme d'adsorption d'équilibre suit le modèle d'isotherme de Langmuir. Les résultats indiquent que le composite BFO/LDH préparé fournit un nouvel adsorbant efficace pour le MB à partir de milieux aqueux et pourrait être appliqué pour la purification réelle des eaux usées.

Translated Description (Spanish)

Resumen El nanocompuesto de ferrita de bismuto/ZnMgAl-LDH (BFO/LDH) se sintetizó con éxito en el método de coprecipitación in situ como un adsorbente mejorado de colorante azul de metileno bajo interferencia de sonicación. La estructura sintética se caracterizó profundamente por diferentes técnicas estructurales, químicas, de textura y físicas, que incluyen XRD, FT-IR, análisis Raman, TEM de área de superficie BET y XPS. Los hallazgos de la charterización describen la formación del compuesto como nanopartículas magnéticas esféricas con un tamaño de grano inferior a 100 nm, un área de superficie de 13.4 m 2 g –1 y grupos químicos activos multifuncionales. El material compuesto se aplicó para adsorber azul de metileno (MB) a través de la adsorción de una solución acuosa. Los experimentos de adsorción de MB se realizaron en un baño ultrasónico, y se ha estudiado brevemente el efecto de varios parámetros de adsorción, como la dosificación compuesta, el pH, el tiempo y la concentración inicial de colorante. El resultado indicó que el pH 12 es más óptimo para la adsorción de MB. Se determina que la cinética de adsorción del compuesto es de pseudo-segundo orden. Además, los compuestos de BFO/LDH exhiben una mayor capacidad de adsorción (244,49 mg g-1 ) en condiciones óptimas. La isoterma de adsorción en equilibrio sigue el modelo de isoterma de Langmuir. Los resultados indican que el compuesto de BFO/LDH preparado proporciona un nuevo adsorbente eficaz para MB de medios acuosos y podría aplicarse para la purificación real de aguas residuales.

Files

pdf.pdf

Files (11.9 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:9f83dd11c6659b1ae1749dfba57035b9
11.9 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تخليق مركب BiFeO<sub>3</sub>/ZnMgAl - LDH النانوي لإزالة اللون الفوري لأزرق الميثيلين بواسطة نظام الامتزاز المستحث بالموجات فوق الصوتية: دراسات التوصيف والتوازن
Translated title (French)
Synthèse du nanocomposite BiFeO<sub>3</sub>/ZnMgAl-LDH pour la décoloration instantanée du bleu de méthylène par système d'adsorption induite par ultrasons&nbsp;: études de caractérisation et d'équilibre
Translated title (Spanish)
Síntesis de nanocompuesto BiFeO<sub>3</sub>/ZnMgAl-LDH para decoloración instantánea de azul de metileno por sistema de adsorción inducida por ultrasonidos: caracterización y estudios de equilibrio

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4389808087
DOI
10.1088/2053-1591/ad15c2

Is supplement to
https://openalex.org/W874290900 (Other)
https://openalex.org/W4200338411 (Other)
https://openalex.org/W3158308419 (Other)
https://openalex.org/W3147373390 (Other)
https://openalex.org/W2611487160 (Other)
https://openalex.org/W2597241550 (Other)
https://openalex.org/W2532657443 (Other)
https://openalex.org/W2382972388 (Other)
https://openalex.org/W2122128502 (Other)
https://openalex.org/W2081561946 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Egypt

References

  • https://openalex.org/W1588785586
  • https://openalex.org/W1943251759
  • https://openalex.org/W1980643474
  • https://openalex.org/W1981939420
  • https://openalex.org/W1992262649
  • https://openalex.org/W1992270110
  • https://openalex.org/W1997281829
  • https://openalex.org/W1999867698
  • https://openalex.org/W2007808804
  • https://openalex.org/W2022111152
  • https://openalex.org/W2027624111
  • https://openalex.org/W2028320079
  • https://openalex.org/W2044127849
  • https://openalex.org/W2051541206
  • https://openalex.org/W2054673350
  • https://openalex.org/W2055276029
  • https://openalex.org/W2057734572
  • https://openalex.org/W2064122779
  • https://openalex.org/W2074426847
  • https://openalex.org/W2092746509
  • https://openalex.org/W2309182163
  • https://openalex.org/W2343596332
  • https://openalex.org/W2468916539
  • https://openalex.org/W2576088945
  • https://openalex.org/W2587006033
  • https://openalex.org/W2605749497
  • https://openalex.org/W2741362835
  • https://openalex.org/W2758138168
  • https://openalex.org/W2764034112
  • https://openalex.org/W2774466147
  • https://openalex.org/W2784270014
  • https://openalex.org/W2787833606
  • https://openalex.org/W2794962218
  • https://openalex.org/W2804443740
  • https://openalex.org/W2808945888
  • https://openalex.org/W2890425873
  • https://openalex.org/W2899134478
  • https://openalex.org/W2903874268
  • https://openalex.org/W2909672287
  • https://openalex.org/W2909906586
  • https://openalex.org/W2945151624
  • https://openalex.org/W2953751923
  • https://openalex.org/W2967694930
  • https://openalex.org/W2969459623
  • https://openalex.org/W2990815196
  • https://openalex.org/W2991836548
  • https://openalex.org/W2996605573
  • https://openalex.org/W2999693953
  • https://openalex.org/W3005502045
  • https://openalex.org/W3015686685
  • https://openalex.org/W3017546201
  • https://openalex.org/W3023406147
  • https://openalex.org/W3024941074
  • https://openalex.org/W3027767846
  • https://openalex.org/W3082006469
  • https://openalex.org/W3082730266
  • https://openalex.org/W3086184210
  • https://openalex.org/W3104824887
  • https://openalex.org/W3120182513
  • https://openalex.org/W3122596867
  • https://openalex.org/W3125563202
  • https://openalex.org/W3127820383
  • https://openalex.org/W3136246170
  • https://openalex.org/W3152083779
  • https://openalex.org/W3165616060
  • https://openalex.org/W3189964566
  • https://openalex.org/W3192679326
  • https://openalex.org/W3203029565
  • https://openalex.org/W4206310177
  • https://openalex.org/W4210717522
  • https://openalex.org/W4226250291
  • https://openalex.org/W4280516305
  • https://openalex.org/W4280616363