بررسي شرايط بهينه در سنتز نانو ذرات مغناطيسي سه جزيي با استفاده از طراحي آزمايش پاسخ سطح RSM جهت حذف رنگ هاي صنعتي از محلول هاي آبي

Determination of Optimum Conditions for Preparation of Three-Component Magnetic Nanoparticles With Response Surface Methodology (RSM) for Removal of Dyes from Aqueous Solutions

هدف در اين مطالعه بررسي شرايط بهينه در سنتز نانوذرات مغناطيسي سه جزيي آهن، مس و منگنز با استفاده از روش هم رسوبي ميباشد. به منظور يافتن بهترين مقادير و پارامترهاي ممكن در سنتز نانوذرات مغناطيسي از روش طراحي آزمايش پاسخ سطح با طرح مركب مركزي استفاده شد. متغيرهاي در نظر گرفته شده در روش طراحي آزمايش، دما و سرعت همزن با محدوده سطوح به ترتيب 85-60 درجه سانتي گراد و 1500-500 rpm مي باشند. نتايج به دست آمده نشان ميدهند كه مناسب ترين نانوذرات مغناطيسي سه جزيي از لحاظ اندازه در دماي 60 درجه سانتي گراد و سرعت همزن rpm1500 سنتز مي گردد. در اين شرايط نانو دراتي با ابعاد حدود nm43 به دست مي آيد. جهت شناسايي، تعيين اندازه و ساختار نانوذرات از تكنيك هاي طيف سنجي مادون قرمز، پراش اشعه ايكس و عكس برداري با ميكروسكوپ الكتروني روبشي استفاده شد. از نانوذرات تهيه شده در حذف ماده رنگزاي بازيك بنفش 16 استفاده شد. در شرايط بهينه درصد حذف 96/54% مي باشد.

This paper deals with the optimal condition for synthesis of three-component Magnetic nanoparticles (MNPs) of iron, copper and manganese using co-precipitation method. The response surface methodology (RSM) with Central composite design (CCD) was used to investigate the optimal condition to syntheses the magnetic nanoparticles. The structures of MNPs were characterized by infrared spectroscopy (FT-IR), X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscope (SEM) techniques. The influences of reaction temperature (60-85 °C) and stirring rate (500-1500 rpm) during the precipitation were considered. The appropriate conditions for the synthesis of these particles found to be 60 °C and 1500 rpm. In this condition a nanoparticle of 43 nm dimensions was obtained. The nanoparticles prepared in optimal conditions, can be used for removal of 16 violet basic dye from aqueous solutions.