Published August 18, 2020 | Version v1
Publication Open

Microwave-Assisted Rapid Synthesis of Reduced Graphene Oxide-Based Gum Tragacanth Hydrogel Nanocomposite for Heavy Metal Ions Adsorption

Creators

  • 1. Shoolini University
  • 2. Slovak Academy of Sciences
  • 3. Institute of Physics
  • 4. Polytechnic School of Algiers
  • 5. City, University of London
  • 6. Shiv Nadar University
  • 7. Scotland's Rural College
  • 8. King's College Hospital

Description

Reduced graphene oxide (RGO) was synthesized in this research via Tour's method for the use of filler in the hydrogel matrix. The copolymerization of N,N-dimethylacrylamide (DMA) onto the gum tragacanth (GT) was carried out to develop gum tragacanth-cl-N,N-dimethylacrylamide (GT-cl-poly(DMA)) hydrogel using N,N'-methylenebisacrylamide (NMBA) and potassium persulfate (KPS) as cross-linker and initiator correspondingly. The various GT-cl-poly(DMA) hydrogel synthesis parameters were optimized to achieve maximum swelling of GT-cl-poly(DMA) hydrogel. The optimized GT-cl-poly(DMA) hydrogel was then filled with RGO to form reduced graphene oxide incorporated gum tragacanth-cl-N,N-dimethylacrylamide (GT-cl-poly(DMA)/RGO) hydrogel composite. The synthesized samples were used for competent adsorption of Hg2+ and Cr6+ ions. Fourier transform infrared, X-ray powder diffraction, field emission scanning electron microscopy, energy-dispersive X-ray spectroscopy were used to characterize the gum tragacanth-cl-N,N-dimethylacrylamide hydrogel and reduced graphene oxide incorporated gum tragacanth-cl-N,N-dimethylacrylamide hydrogel composite. The experiments of adsorption-desorption cycles for Hg2+ and Cr6+ ions were carried out to perform the reusability of gum tragacanth-cl-N,N-dimethylacrylamide hydrogel and reduced graphene oxide incorporated gum tragacanth-cl-N,N-dimethylacrylamide hydrogel composite. From these two samples, reduced graphene oxide incorporated gum tragacanth-cl-N,N-dimethylacrylamide exhibited high adsorption ability. The Hg2+ and Cr6+ ions adsorption by gum tragacanth-cl-N,N-dimethylacrylamide and reduced graphene oxide incorporated gum tragacanth-cl-N,N-dimethylacrylamide were best suited for pseudo-second-order kinetics and Langmuir isotherm. The reported maximum Hg2+ and Cr6+ ions adsorption capacities were 666.6 mg g-1 and 473.9 mg g-1 respectively.

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

Translated Description (Arabic)

تم تصنيع أكسيد الجرافين المنخفض (RGO) في هذا البحث من خلال طريقة Tour لاستخدام الحشو في مصفوفة الهيدروجيل. تم تنفيذ البلمرة المشتركة لـ N، N - dimethylacrylamide (DMA) على الصمغ tragacanth (GT) لتطوير الصمغ tragacanth - cl - N،N - dimethylacrylamide (GT - cl - poly (DMA)) هيدروجيل باستخدام N،N'- methylenebisacrylamide (NMBA) وبيرسلفات البوتاسيوم (KPS) كرابط متقاطع وبادئ في المقابل. تم تحسين العديد من معلمات تخليق الهلام المائي GT - cl - poly (DMA) لتحقيق أقصى قدر من التورم في الهلام المائي GT - cl - poly (DMA). ثم تم ملء الهلام المائي المحسن GT - cl - poly (DMA) بـ RGO لتشكيل مركب هيدروجيل مدمج بأكسيد الجرافين المدمج في الصمغ tragacanth - cl - N،N - dimethylacrylamide(GT - cl - poly (DMA)/RGO). تم استخدام العينات المركبة للامتزاز الكفء لأيونات Hg2+ و Cr6+. تم استخدام تحويل فورييه للأشعة تحت الحمراء، حيود مسحوق الأشعة السينية، المجهر الإلكتروني لمسح الانبعاثات الحقلية، التحليل الطيفي للأشعة السينية المشتتة للطاقة لتمييز الصمغ tragacanth - cl - N،N - dimethylacrylamide hydrogel وأكسيد الجرافين المنخفض المدمج في الصمغ tragacanth - cl - N،N - dimethylacrylamide hydrogel composite. تم إجراء تجارب دورات الامتزاز والامتزاز للأيونات Hg2+ و Cr6 + لإجراء قابلية إعادة استخدام الصمغ tragacanth - cl - N،N - dimethylacrylamide hydrogel وأكسيد الجرافين المنخفض المتضمن الصمغ tragacanth - cl - N،N - dimethylacrylamide hydrogel composite. من هاتين العينتين، أظهر أكسيد الجرافين المنخفض المدمج الصمغ tragacanth - cl - N،N - dimethylacrylamide قدرة عالية على الامتزاز. كان امتزاز أيوناتHg2 + و Cr6+ بواسطة صمغ tragacanth - cl - N و N - dimethylacrylamide وأكسيد الجرافين المخفض المدمج في صمغ tragacanth - cl - N و N - dimethylacrylamide هو الأنسب للحركية الزائفة من الدرجة الثانية وتساوي حرارة Langmuir. بلغت الحد الأقصى لقدرات امتصاص أيونات Hg2 + و Cr6 + 666.6 مجم G -1 و 473.9 مجم G -1 على التوالي.

Translated Description (French)

L'oxyde de graphène réduit (RGO) a été synthétisé dans cette recherche via la méthode de Tour pour l'utilisation de la charge dans la matrice d'hydrogel. La copolymérisation du N,N-diméthylacrylamide (DMA) sur la gomme adragante (GT) a été réalisée pour développer un hydrogel de gomme adragante-cl-N,N-diméthylacrylamide (GT-cl-poly (DMA)) en utilisant le N,N'-méthylènebisacrylamide (NMBA) et le persulfate de potassium (KPS) comme réticulant et initiateur en conséquence. Les différents paramètres de synthèse de l'hydrogel GT-cl-poly (DMA) ont été optimisés pour obtenir un gonflement maximal de l'hydrogel GT-cl-poly (DMA). L'hydrogel de GT-cl-poly(DMA) optimisé a ensuite été rempli de RGO pour former un composite d'hydrogel de gomme adragante-cl-N,N-diméthylacrylamide (GT-cl-poly (DMA)/RGO) à teneur réduite en oxyde de graphène. Les échantillons synthétisés ont été utilisés pour une adsorption compétente des ions Hg2+ et Cr6+. L'infrarouge à transformée de Fourier, la diffraction des rayons X sur poudre, la microscopie électronique à balayage par émission de champ, la spectroscopie aux rayons X à dispersion d'énergie ont été utilisés pour caractériser l'hydrogel de gomme adragante-cl-N,N-diméthylacrylamide et le composite d'hydrogel de gomme adragante-cl-N,N-diméthylacrylamide à teneur réduite en oxyde de graphène. Les expériences de cycles d'adsorption-désorption pour les ions Hg2+ et Cr6+ ont été réalisées pour réaliser la réutilisation de l'hydrogel de gomme adragante-cl-N,N-diméthylacrylamide et du composite d'hydrogel de gomme adragante-cl-N,N-diméthylacrylamide à teneur réduite en oxyde de graphène. À partir de ces deux échantillons, l'oxyde de graphène réduit incorporé dans la gomme adragante-cl-N,N-diméthylacrylamide a montré une capacité d'adsorption élevée. L'adsorption des ions Hg2+ et Cr6+ par la gomme adragante-cl-N,N-diméthylacrylamide et l'oxyde de graphène réduit incorporé dans la gomme adragante-cl-N,N-diméthylacrylamide était la mieux adaptée à la cinétique d'ordre pseudo-seconde et à l'isotherme de Langmuir. Les capacités d'adsorption maximales d'ions Hg2+ et Cr6+ rapportées étaient respectivement de 666,6 mg g-1 et 473,9 mg g-1.

Translated Description (Spanish)

El óxido de grafeno reducido (RGO) se sintetizó en esta investigación a través del método de Tour para el uso de relleno en la matriz de hidrogel. La copolimerización de N,N-dimetilacrilamida (DMA) en la goma de tragacanto (GT) se llevó a cabo para desarrollar hidrogel de goma de tragacanto-cl-N,N-dimetilacrilamida(GT-cl-poli (DMA)) usando N,N'-metilenbisacrilamida (NMBA) y persulfato de potasio (KPS) como reticulante e iniciador correspondientemente. Los diversos parámetros de síntesis de hidrogel de GT-cl-poli (DMA) se optimizaron para lograr el máximo hinchamiento del hidrogel de GT-cl-poli (DMA). El hidrogel de GT-cl-poli(DMA) optimizado se llenó luego con RGO para formar un compuesto de hidrogel de goma tragacanto-cl-N,N-dimetilacrilamida (GT-cl-poli (DMA)/RGO) con óxido de grafeno reducido incorporado. Las muestras sintetizadas se utilizaron para la adsorción competente de iones Hg2+ y Cr6+. Se utilizaron infrarrojos por transformada de Fourier, difracción de rayos X en polvo, microscopía electrónica de barrido por emisión de campo, espectroscopía de rayos X dispersiva en energía para caracterizar el hidrogel de goma de tragacanto-cl-N,N-dimetilacrilamida y el compuesto de hidrogel de goma de tragacanto-cl-N,N-dimetilacrilamida incorporado con óxido de grafeno reducido. Los experimentos de ciclos de adsorción-desorción para iones Hg2+ y Cr6+ se llevaron a cabo para realizar la reutilización del hidrogel de goma de tragacanto-cl-N,N-dimetilacrilamida y el compuesto de goma de tragacanto-cl-N,N-dimetilacrilamida con óxido de grafeno reducido incorporado. A partir de estas dos muestras, la goma tragacanto-cl-N,N-dimetilacrilamida incorporada con óxido de grafeno reducido exhibió una alta capacidad de adsorción. La adsorción de iones Hg2+ y Cr6+ por goma de tragacanto-cl-N,N-dimetilacrilamida y goma de tragacanto-cl-N,N-dimetilacrilamida incorporada con óxido de grafeno reducido fueron las más adecuadas para la cinética de pseudo-segundo orden y la isoterma de Langmuir. Las capacidades máximas de adsorción de iones Hg2+ y Cr6+ informadas fueron 666,6 mg g-1 y 473,9 mg g-1, respectivamente.

Files

pdf.pdf

Files (10.2 MB)

⚠️ 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:db0c8e7fc6b315f1fa504f8026f8740d
10.2 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
التركيب السريع بمساعدة الميكروويف للصمغ المخفض القائم على أكسيد الجرافين تراجاكانث هيدروجيل نانوكومبوزيت لامتصاص الأيونات المعدنية الثقيلة
Translated title (French)
Synthèse rapide assistée par micro-ondes de nanocomposite d'hydrogel de gomme de tragacanthe à base d'oxyde de graphène réduit pour l'adsorption des ions de métaux lourds
Translated title (Spanish)
Síntesis rápida asistida por microondas de goma a base de óxido de grafeno reducido Nanocompuesto de hidrogel de tragacanto para la adsorción de iones de metales pesados

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3052145969
DOI
10.3390/nano10081616

Is supplement to
https://openalex.org/W4309816106 (Other)
https://openalex.org/W4206076729 (Other)
https://openalex.org/W2540994351 (Other)
https://openalex.org/W2386590140 (Other)
https://openalex.org/W2365706260 (Other)
https://openalex.org/W2364274189 (Other)
https://openalex.org/W2332391531 (Other)
https://openalex.org/W2161263580 (Other)
https://openalex.org/W2109976211 (Other)
https://openalex.org/W2054303101 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Algeria

References

  • https://openalex.org/W2028950249
  • https://openalex.org/W2044510791
  • https://openalex.org/W2336585032
  • https://openalex.org/W2564913965
  • https://openalex.org/W2574211399
  • https://openalex.org/W2598511673
  • https://openalex.org/W2623027685
  • https://openalex.org/W2623217495
  • https://openalex.org/W2767193705
  • https://openalex.org/W2779026809
  • https://openalex.org/W2795578166
  • https://openalex.org/W2797989154
  • https://openalex.org/W2804068332
  • https://openalex.org/W2809920142
  • https://openalex.org/W2810690717
  • https://openalex.org/W2884839420
  • https://openalex.org/W2892121396
  • https://openalex.org/W2892840456
  • https://openalex.org/W2897559715
  • https://openalex.org/W2898126492
  • https://openalex.org/W2916690183
  • https://openalex.org/W2918132760
  • https://openalex.org/W2934639423
  • https://openalex.org/W2937171583
  • https://openalex.org/W2944183715
  • https://openalex.org/W2953079058
  • https://openalex.org/W2965193795
  • https://openalex.org/W2977207454
  • https://openalex.org/W2982028578
  • https://openalex.org/W2985117514
  • https://openalex.org/W2992199975
  • https://openalex.org/W2998479045
  • https://openalex.org/W3000521890
  • https://openalex.org/W3008466545
  • https://openalex.org/W3015029253
  • https://openalex.org/W3016880064
  • https://openalex.org/W3016973372
  • https://openalex.org/W3031847355
  • https://openalex.org/W3036552094
  • https://openalex.org/W3046730416