Facile and Scalable Preparation of

Facile and Scalable Preparation of Graphene Oxide-Based Magnetic Hybrids for Fast and Highly Efficient Removal of Organic Dyes
This study reports the facile preparation and the dye removal efficiency of nanohybrids composed of graphene oxide (GO) and Fe3O4 nanoparticles with various geometrical structures. In comparison to previously reported GO/Fe3O4 composites prepared through the one-pot, in situ deposition of Fe3O4 nanoparticles, the GO/Fe3O4 nanohybrids reported here were obtained by taking advantage of the physical affinities between sulfonated GO and Fe3O4 nanoparticles, which allows tuning the dimensions and geometries of Fe3O4 nanoparticles in order to decrease their contact area with GO, while still maintaining the magnetic properties of the nanohybrids for easy separation and adsorbent recycling. Both the as-prepared and regenerated nanohybrids demonstrate a nearly 100% removal rate for methylene blue and an impressively high removal rate for Rhodamine B. This study provides new insights into the facile and controllable industrial scale fabrication of safe and highly efficient GO-based adsorbents for dye or other organic pollutants in a wide range of environmental-related applications.
Extensive effort has been made to introduce permanently anchored magnetic nanoparticles to graphene oxide (GO) or reduced GO (rGO) sheets1–6. For instance, O. Akhavan et al., reported the successful preparation and the magnetic separation application of superparamagnetic ZnFe2O4/reduced graphene oxide (rGO) composites by hydrothermal reaction method5. In general, magnetic nanocomposites are prepared through the in situ deposition of magnetic nanoparticles (i.e., Fe3O4 nanoparticles) by co-precipitating iron salts onto GO/rGO sheets in aqueous solution1–4. Chemically anchoring Fe3O4 nanoparticles on the GO/rGO sheets allows higher loading and uniform distribution of these nanoparticles, giving rise to magnetic composites that possess interesting electrochemical and magnetic properties1–6. The rGO/Fe3O4 composite containing permanently anchored Fe3O4 nanoparticles has also been evaluated for its dye adsorption and removal capacity2,3. These studies demonstrate the contribution of anchored Fe3O4 nanoparticles to the composite’s magnetic properties, which allow easy magnetic separation of dye-adsorbed composites from water. However, the dye removal capacity of these materials solely depends on the available surface area of GO or rGO sheets (i.e., the available surface area for π -π stacking interactions) along with abundant functional groups on the GO sheets2,7,8. Consequently, the adsorption capacities of pristine GO or rGO sheets can be compromised due to the permanently anchored Fe3O4 nanoparticles2,3.

Kết quả (Việt) 1:

Chuẩn bị facile và khả năng mở rộng của graphen ôxít dựa trên từ tính lai cho nhanh và hiệu quả loại bỏ thuốc nhuộm hữu cơNghiên cứu này báo cáo việc chuẩn bị facile và hiệu quả loại bỏ thuốc nhuộm của nanohybrids bao gồm graphen ôxít (đi) và Fe3O4 hạt nano với cấu trúc hình học khác nhau. So với trước đây báo cáo đi/Fe3O4 composites chuẩn bị thông qua một nồi, tại chỗ lắng đọng các hạt nano Fe3O4, GO/Fe3O4 nanohybrids báo cáo ở đây thu được bằng cách lấy lợi thế của thân thể chất giữa sulfonated GO và Fe3O4 hạt nano, cho phép điều chỉnh kích thước và hình Fe3O4 hạt nano để giảm diện tích của họ liên lạc với đi, trong khi vẫn duy trì tính chất từ của nanohybrids cho dễ dàng chia tách và tái chế tấm. Cả hai nanohybrids như chuẩn bị và tái tạo chứng minh một gần như 100% tốc độ cắt bỏ cho methylene blue và một tỷ lệ tẩy Ấn tượng cao cho Rhodamine B. Nghiên cứu này cung cấp những hiểu biết mới vào sản xuất quy mô công nghiệp facile và kiểm soát của an toàn và hiệu quả cao đi dựa trên adsorbents cho thuốc nhuộm hoặc các chất ô nhiễm hữu cơ trong một loạt các ứng dụng liên quan đến môi trường.Mở rộng các nỗ lực đã được thực hiện để giới thiệu các hạt nano từ vĩnh viễn neo graphen ôxít (đi) hoặc giảm đi (rGO) sheets1-6. Ví dụ, O. Akhavan et al., báo cáo việc chuẩn bị thành công và ứng dụng từ tách superparamagnetic ZnFe2O4/giảm graphen ôxít (rGO) vật liệu tổng hợp thủy nhiệt phản ứng method5. Nói chung, từ nanocomposites đang chuẩn bị qua lắng đọng trong các hạt nano từ tính (tức là, các hạt nano Fe3O4) bởi đồng kết tủa các muối sắt lên đi/rGO tờ trong dung dịch nước solution1-4. Về mặt hóa học thả neo Fe3O4 hạt nano trên giấy tờ đi/rGO cho phép cao hơn tải và phân phối đồng đều của các hạt nano, cho tăng đến từ vật liệu composite có thú vị điện và từ trường properties1-6. Các composite rGO/Fe3O4 có vĩnh viễn neo Fe3O4 hạt nano cũng được đánh giá của nó hấp phụ và loại bỏ capacity2 thuốc nhuộm, 3. Các nghiên cứu chứng minh sự đóng góp của Neo Fe3O4 hạt nano để tính chất từ của hỗn hợp, cho phép dễ dàng từ tách của thuốc nhuộm adsorbed vật liệu tổng hợp từ nước. Tuy nhiên, khả năng loại bỏ thuốc nhuộm các tài liệu này chỉ duy nhất phụ thuộc vào diện tích bề mặt có tờ đi hoặc rGO (nghĩa là, có diện tích bề cho tương tác xếp - π π) cùng với các nhóm chức năng phong phú trên sheets2 đi, 7, 8. Do đó, khả năng hấp phụ đi hoang sơ hay rGO tấm có thể bị tổn hại do vĩnh viễn neo Fe3O4 nanoparticles2, 3.

Kết quả (Việt) 2:

Chuẩn bị dễ dãi và khả năng mở rộng của lai từ Graphene Oxide-Based cho nhanh và cho hiệu suất cao diệt của thuốc nhuộm hữu cơ
nghiên cứu này báo cáo việc chuẩn bị dễ dãi và hiệu suất khử thuốc nhuộm của nanohybrids gồm oxit graphene (GO) và hạt nano với cấu trúc hình học khác nhau Fe3O4. So với báo cáo trước đó composit GO / Fe3O4 chế thông qua một nồi, tại chỗ lắng đọng của các hạt nano Fe3O4, các nanohybrids GO / Fe3O4 báo cáo ở đây đã thu được bằng cách tận dụng các mối quan hệ thân vật lý giữa GO sulfo và hạt nano Fe3O4, cho phép điều chỉnh các kích thước và hình học của hạt nano Fe3O4 để giảm diện tích tiếp xúc của họ với GO, trong khi vẫn duy trì các tính chất từ của nanohybrids để tách dễ dàng và tái chế chất hấp phụ. Cả nanohybrids như chuẩn bị và tái tạo thể hiện một tốc độ cắt bỏ gần 100% cho methylene xanh và một tốc độ cắt bỏ ấn tượng cao đối với Rhodamine B. Nghiên cứu này cung cấp hiểu biết mới về chế tạo quy mô công nghiệp dễ dãi và kiểm soát của các chất hấp phụ an toàn và hiệu quả cao GO dựa trên cho thuốc nhuộm hoặc các chất ô nhiễm hữu cơ khác trong một loạt các ứng dụng môi trường liên quan.
nỗ lực mở rộng đã được thực hiện để giới thiệu hạt nano từ tính neo vĩnh viễn để graphene oxide (GO) hoặc giảm GO (RGO) sheets1-6. Ví dụ, O. Akhavan et al., Báo cáo việc chuẩn bị thành công và ứng dụng tách từ của ZnFe2O4 / giảm graphene oxide (RGO) composite siêu thuận bằng phản ứng thủy nhiệt method5. Nói chung, nanocomposites từ tính được điều chế thông qua tại chỗ lắng đọng của các hạt nano từ tính (ví dụ, Fe3O4 hạt nano) của muối sắt đồng kết tủa lên một miếng GO / RGO trong solution1-4 dịch nước. Hóa neo đậu hạt nano Fe3O4 trên tờ GO / RGO cho phép tải cao hơn và phân phối thống nhất của các hạt nano, tạo ra vật liệu tổng hợp từ đó có properties1-6 điện và từ trường thú vị. Các hợp RGO / Fe3O4 có chứa các hạt nano Fe3O4 vĩnh viễn neo cũng được đánh giá cho hấp phụ thuốc nhuộm và loại bỏ capacity2,3. Những nghiên cứu này chứng minh sự đóng góp của các hạt nano Fe3O4 neo đến tính chất từ của composite, trong đó cho phép tách từ tính dễ composite thuốc nhuộm hấp thụ từ nước. Tuy nhiên, khả năng loại bỏ thuốc nhuộm của các tài liệu này chỉ phụ thuộc vào diện tích bề mặt có sẵn của GO hay RGO tờ (tức là, diện tích bề mặt có sẵn cho các tương tác stacking -π π) cùng với các nhóm chức năng phong phú về sheets2,7,8 GO. Do đó, khả năng hấp phụ của GO nguyên sơ hoặc tờ RGO có thể bị tổn hại do các Fe3O4 nanoparticles2,3 neo vĩnh viễn.