Published April 29, 2023
| Version v1
Publication
Open
Copper-Doped Zinc Oxide Nanoparticles: Synthesis, Characterization, and Application for Adsorptive Removal of Toxic Azo Dye
- 1. Andhra University
- 2. Ethiopian Civil Service University
Description
The goal of this research was to employ copper-doped zinc oxide nanoparticles (Cu/ZnONPs) as an adsorbent to remove the potentially toxic azo dye Congo red (CR). The Cu/ZnONPs were made using a chemical coprecipitation method, and their characteristics were examined using XRD, SEM, EDS, and FTIR methods. The response surface methodology (RSM) central composite design (CCD) is used to optimize the operational parameters' agitation time, adsorbent dosage, solution pH, and initial concentration of CR solution during the adsorption process. The agitation period of 29.48 min, the Cu/ZnONP dosage of 0.301 g/L, the solution pH of 6.96, and the CR initial concentration of 90 mg/L resulted in a maximum CR adsorption of 94.14% and a desirability of 0.976. The kinetic findings fit the pseudo-second-order kinetic equation, and the equilibrium data agreed with the Langmuir isotherm (maximum uptake capacity qmax = 250 mg/g). During the thermodynamic experiments, endothermic, spontaneous, and physical adsorptions were observed.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
كان الهدف من هذا البحث هو استخدام جسيمات أكسيد الزنك النانوية المشبعة بالنحاس (Cu/ZnONPs) كممتز لإزالة صبغة الآزو السامة المحتملة للكونغو الحمراء (CR). تم إجراء Cu/ZnONPs باستخدام طريقة الترسيب الكيميائي المشترك، وتم فحص خصائصها باستخدام طرق XRD و SEM و EDS و FTIR. يتم استخدام التصميم المركب المركزي لمنهجية سطح الاستجابة (RSM) لتحسين وقت تحريك المعلمات التشغيلية، والجرعة الممتزة، ودرجة الحموضة للمحلول، والتركيز الأولي لمحلول CR أثناء عملية الامتزاز. أدت فترة التقليب البالغة 29.48 دقيقة، وجرعة النحاس/الزنك من 0.301 جم/لتر، ودرجة الحموضة للمحلول من 6.96، والتركيز الأولي CR من 90 ملغ/لتر إلى أقصى امتزاز CR من 94.14 ٪ واستصواب 0.976. تتناسب النتائج الحركية مع المعادلة الحركية من الدرجة الثانية الزائفة، وبيانات التوازن المتفق عليها مع متساوي حرارة لانغموير (الحد الأقصى لقدرة الامتصاص qmax = 250 مجم/جم). خلال التجارب الديناميكية الحرارية، لوحظت امتزازات ماصة للحرارة وعفوية وجسدية.Translated Description (French)
L'objectif de cette recherche était d'utiliser des nanoparticules d'oxyde de zinc dopées au cuivre (Cu/ZnONPs) comme adsorbant pour éliminer le colorant azoïque potentiellement toxique rouge Congo (CR). Les Cu/ZnONPs ont été fabriqués à l'aide d'une méthode de coprécipitation chimique, et leurs caractéristiques ont été examinées à l'aide de méthodes DRX, MEB, EDS et IRTF. La conception composite centrale (CCD) de la méthodologie de surface de réponse (RSM) est utilisée pour optimiser le temps d'agitation des paramètres opérationnels, le dosage de l'adsorbant, le pH de la solution et la concentration initiale de la solution CR pendant le processus d'adsorption. La période d'agitation de 29,48 min, la dose de Cu/ZnONP de 0,301 g/L, le pH de la solution de 6,96 et la concentration initiale de CR de 90 mg/L ont entraîné une adsorption maximale de CR de 94,14 % et une désirabilité de 0,976. Les résultats cinétiques correspondent à l'équation cinétique du pseudo-seconde ordre, et les données d'équilibre sont en accord avec l'isotherme de Langmuir (capacité d'absorption maximale qmax = 250 mg/g). Au cours des expériences thermodynamiques, des adsorptions endothermiques, spontanées et physiques ont été observées.Translated Description (Spanish)
El objetivo de esta investigación fue emplear nanopartículas de óxido de zinc dopadas con cobre (Cu/ZnONP) como adsorbente para eliminar el tinte azoico potencialmente tóxico rojo Congo (CR). Los Cu/ZnONP se realizaron utilizando un método de coprecipitación química, y sus características se examinaron utilizando métodos XRD, SEM, EDS y FTIR. El diseño compuesto central (CCD) de la metodología de superficie de respuesta (RSM) se utiliza para optimizar el tiempo de agitación de los parámetros operativos, la dosificación del adsorbente, el pH de la solución y la concentración inicial de la solución CR durante el proceso de adsorción. El período de agitación de 29.48 min, la dosificación de Cu/ZnONP de 0.301 g/L, el pH de la solución de 6.96 y la concentración inicial de CR de 90 mg/L dieron como resultado una adsorción máxima de CR de 94.14% y una conveniencia de 0.976. Los hallazgos cinéticos se ajustan a la ecuación cinética de pseudo-segundo orden, y los datos de equilibrio concuerdan con la isoterma de Langmuir (capacidad de absorción máxima qmax = 250 mg/g). Durante los experimentos termodinámicos, se observaron adsorciones endotérmicas, espontáneas y físicas.Files
8640288.pdf.pdf
Files
(4.5 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:e637cbd932715cfddfaa7fcf03e3e400
|
4.5 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- الجسيمات النانوية لأكسيد الزنك المشبع بالنحاس: التركيب والتوصيف والتطبيق للإزالة الامتزازية لصبغة الآزو السامة
- Translated title (French)
- Nanoparticules d'oxyde de zinc dopées au cuivre : synthèse, caractérisation et application pour l'élimination adsorbante des colorants azoïques toxiques
- Translated title (Spanish)
- Nanopartículas de óxido de zinc dopadas con cobre: síntesis, caracterización y aplicación para la eliminación por adsorción de colorantes azoicos tóxicos
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4367365948
- DOI
- 10.1155/2023/8640288
References
- https://openalex.org/W2024339315
- https://openalex.org/W2092472006
- https://openalex.org/W2187904560
- https://openalex.org/W2281859848
- https://openalex.org/W2321570802
- https://openalex.org/W2336114445
- https://openalex.org/W2340129735
- https://openalex.org/W2340733679
- https://openalex.org/W2470387818
- https://openalex.org/W2518668171
- https://openalex.org/W2520938127
- https://openalex.org/W2592945749
- https://openalex.org/W2767407053
- https://openalex.org/W2802163588
- https://openalex.org/W2884352876
- https://openalex.org/W2902030215
- https://openalex.org/W2920207988
- https://openalex.org/W2951125231
- https://openalex.org/W2971746841
- https://openalex.org/W2977094838
- https://openalex.org/W2981292499
- https://openalex.org/W2997563764
- https://openalex.org/W3010573062
- https://openalex.org/W3013045122
- https://openalex.org/W3111283154
- https://openalex.org/W3164137557
- https://openalex.org/W3189797233
- https://openalex.org/W3190382408
- https://openalex.org/W3198426556
- https://openalex.org/W4211003078
- https://openalex.org/W4211054031
- https://openalex.org/W4283760579
- https://openalex.org/W4285733615
- https://openalex.org/W4286444906