KCI등재
SCOPUS
SCIE
Synthesis of nanomagnetite/copper oxide/potassium carrageenan nanocomposite for the adsorption and Photo-Fenton degradation of Safranin-O: kinetic and thermodynamic studies
저자
Asaad. F. Hassan (Damanhour University) ; Laila M. Alshandoudi (University of Technology and Applied Sciences) ; Aya M. Awad (Damanhour University) ; Ahmed A. Mustafa (Damanhour University) ; Ghada Esmail (Damanhour University)
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2023
작성언어
English
주제어
등재정보
KCI등재,SCOPUS,SCIE
자료형태
학술저널
수록면
677-697(21쪽)
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제공처
In the current study, a novel nanomaterial called nanomagnetite/copper oxide/potassium carrageenan nanocomposite (MKCO) was fabricated to include Fenton (nanomagnetite, NM) and Fenton-like reagent (copper oxide nanoparticles, NCO) in a matrix of potassium carrageenan biopolymer. The prepared solid materials were characterized by different physicochemical techniques, such as TGA, N2 adsorption/desorption, SEM, TEM, XRD, DRS, pHPZC, and FTIR. The prepared MKCO showed unique properties like higher specific surface area of 652.50 m2/g, pore radius of 1.19 nm, pHPZC equals 7.80, and the presence of different surface chemical functional groups. Under various application conditions, comparative experiments between Safranin-O dye (SO) adsorption and Photo-Fenton catalytic degradation were conducted. After 24 h, MKCO had a maximum adsorption capacity of 384.61 mg/g at 42 °C, while the Photo-Fenton oxidation process took only 10 min to totally decompose 93% of SO at 21 °C. Based on the higher values of correlation coefficients, Langmuir’s adsorption model is the best-fitted adsorption model for SO onto all the prepared solid materials. Studies on SO adsorption’s kinetics and thermodynamics show that it is physisorption and that it operates according to endothermic, spontaneous, and PFO model processes. While, PFO, endothermic, and non-spontaneous processes are satisfied by the catalytic decomposition of SO. After five application cycles, MKCO demonstrated good catalyst reusability with a 3.4% decrease in degrading efficiency. For lower contaminant concentrations and shorter application times, Photo-Fenton catalytic degradation of organic pollutants is more effective than adsorption.
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