Adsorption of 2,4-Dichlorophenoxyacetic acid and Methylene blue by magnesium Ferrite-based Nanoparticles

การดูดซับกรด 2,4-ไดคลอโรฟีนอกซีแอซีติกและเมทิลีนบลูโดยอนุภาคนาโนที่มีแมกนีเซียมเฟร์ไรต์เป็นฐาน

Name: Supawitch Hoijang

ThaSH: Dichlorophenoxyacetic acid

ThaSH: Ferrite

ThaSH: Magnesium

ThaSH: Nanoparticles

Abstract: The objective of this research is the investigation of adsorption behaviors of 2,4- dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) and methylene blue (MB) by magnesium ferritebased nanoparticles. The study on 2,4-D adsorption behavior using the aminefunctionalized magnesium ferrite nanoparticles (MgFe2O4–NH2 NPs) as adsorbents was firstly performed. The significant parameters affecting to the adsorption performance i.e., solvent types, adsorption time, initial pH of solution, adsorbent dose and solution temperature were investigated. The obtained results indicated the MgFe2O4–NH2 NPs provided a moderate adsorption efficiency (~56%, ~19 mg g-1) of 2,4-D under the optimum condition: 2,4-D in methanol at pH ~3, 30 mg of adsorbent, 60 min of adsorption time and 25oC of solution temperature. XPS spectra confirmed the existence of adsorbed 2,4-D molecules on adsorbent surface. In addition, the recycle test showed high reusability of MgFe2O4–NH2 NPs for 2,4-D adsorbent. The development of MgFe2O4– NH2 NPs by surface modification, coating with silica, to adopt as MB adsorbent was secondly performed. The silica coated MgFe2O4–NH2 NPs (MgFe2O4–NH2@SiO2 NPs) were prepared using a modified stöber method. After fully characterizations of the assynthesized MgFe2O4–NH2@SiO2 nanoadsorbent, investigation of MB adsorption behavior was conducted by adjusting the essential adsorption parameters such as initial pH of solution, initial MB concentration and adsorption time. The successful preparation of MgFe2O4–NH2@SiO2 NPs was confirmed by several characterization techniques: XRD, FTIR, TEM, SEM, EDS, VSM and zeta potential measurement. The highest adsorption efficiency of MB by MgFe2O4–NH2@SiO2 NPs (~86%, ~5 mg g-1) was performed under the optimal condition: 10 mg L-1 of MB solution at pH ~9 for 10 min. A quite low adsorption capacity of MB was occurred ; however, rapid adsorption, good separation and reusability, and high stability were good characteristics to apply as the adsorbent for MB treatment. The key findings of this study indicated that MgFe2O4-based nanoparticles i.e., MgFe2O4–NH2 and MgFe2O4–NH2@SiO2 can be used as 2,4-D and MB adsorbents.

Abstract: วัตถุประสงค์ของงานวิจัยนี้คือการศึกษาพฤติกรรมการดูดซับของกรด 2,4-ไดคลอโรฟี นอกซี แอซีติก (2,4-D) และเมทิลีนบลู (MB) โดยอนุภาคนาโนที่มีแมกนีเซียมเฟร์ไรต์เป็นฐาน โดยเริ่มต้น จากการศึกษาพฤติกรรมการดูดซับ 2,4-D โดยใช้อนุภาคนาโนแมกนีเซียมเฟร์ไรต์ที่มีการดัดแปรผิว ด้วยหมู่เอมีน (MgFe2O4–NH2) พารามิเตอร์ที่สำคัญที่มีผลต่อประสิทธิภาพการดูดซับ 2,4-D ได้แก่ ชนิดของตัวทำละลาย เวลาในการดูดซับ พีเอชเริ่มต้นของสารละลาย ปริมาณตัวดูดซับ และอุณหภูมิ ของสารละลาย ถูกศึกษา ผลการศึกษาที่ได้ชี้ให้เห็นว่า อนุภาคนาโน MgFe2O4–NH2 ให้ประสิทธิภาพ การดูดซับ 2,4-D ประมาณร้อยละ 56 หรือ 19 มิลลิกรัมต่อกรัม ภายใต้สภาวะที่เหมาะสม คือ สารละลาย 2,4-D ในเมทานอลที่พีเอชประมาณ 3 ปริมาณตัวดูดซับ 30 มิลลิกรัม เวลาในการดูดซับ 60 นาที และอุณหภูมิในการดูดซับ 25 องศาเซลเซียส โดยมีสเปกตรัมของ XPS ช่วยยืนยันว่า โมเลกุล 2,4-D ถูกดูดซับอยู่บนผิวของตัวดูดซับ นอกจากนี้ จากการทดสอบการนำตัวดูดซับดังกล่าวมาใช้ซ้ำ พบว่ายังคงให้ประสิทธิภาพในการใช้ซ้ำที่สูง ต่อมาได้ทำการพัฒนาอนุภาคนาโน MgFe2O4–NH2 โดย การดัดแปรพื้นผิวด้วยการเคลือบด้วยซิลิกาเพื่อประยุกต์ใช้เป็นตัวดูดซับ MB อนุภาคนาโน MgFe2O4– NH2 ที่เคลือบด้วยซิลิกา (MgFe2O4–NH2@SiO2) ถูกเตรียมโดยใช้การดัดแปลงวิธีสโตเบอร์ หลังจาก ทำการตรวจหาลักษณะเฉพาะของตัวดูดซับนาโน MgFe2O4–NH2@SiO2 ที่สังเคราะห์ได้แล้ว จึง ทำการศึกษาพฤติกรรมการดูดซับของ MB โดยการปรับเปลี่ยนพารามิเตอร์ของการดูดซับที่สำคัญ ได้แก่ พีเอชเริ่มต้นของสารละลาย ความเข้มข้นเริ่มต้นของสารละลาย MB และเวลาในการดูดซับ จากผลการตรวจสอบด้วยการใช้เทคนิคต่าง ๆ ได้แก่ XRD, FTIR, TEM, SEM, VSM และการวัดศักย์ ซีต้า ได้ช่วยยืนยันความสำเร็จในการสังเคราะห์อนุภาคนาโน MgFe2O4–NH2 ที่เคลือบด้วยซิลิกา ผลการศึกษาพฤติกรรมการดูดซับ MB แสดงให้เห็นว่า อนุภาคนาโน MgFe2O4–NH2@SiO2 ให้ ประสิทธิภาพการดูดซับสูงสุด ประมาณร้อยละ 85 ภายใต้สภาวะที่เหมาะสม คือ สารละลาย MB ที่มี ความเข้มข้น 10 มิลลิกรัมต่อลิตรที่พีเอชประมาณ 9 และใช้เวลาในการดูดซับ 10 นาที แม้ว่าความจุ ของการดูดซบั MB ที่ได้รับค่อนข้างน้อย (ประมาณ 5 มิลลิกรัมต่อกรัม) แต่อย่างไรก็ตาม การดูดซับที่ รวดเร็ว การแยกและการนำกลับมาใช้ใหม่ที่ดี และความคงทนที่สูง ถือว่าเป็นลักษณะเฉพาะที่มีความ น่าสนใจสำหรับการประยุกต์ใช้ MgFe2O4–NH2@SiO2 เป็นตัวดูดซับในการกำจัด MB การค้นพบที่ สำคัญของงานวิจัยนี้ได้ชี้ให้เห็นว่าอนุภาคนาโนที่มีแมกนีเซียมเฟร์ไรต์เป็นฐาน ได้แก่ อนุภาคนาโน MgFe2O4–NH2 และ MgFe2O4–NH2@SiO2 สามารถใช้เป็นตัวดูดซับ 2,4-D และ MB ได้

Chiang Mai University. Library

Address: CHIANG MAI

Email: cmulibref@cmu.ac.th

Name: Phakkhananan Pakawanit

Role: Chairman

Name: Supon Ananta

Role: Member

Name: Laongnuan Srisombat

Role: Member

Name: Sunanta Wangkarn

Role: Member

Created: 2020

Modified: 2022-10-19

Issued: 2022-10-19

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

eng

DegreeName: Master of Science

Level: Master's Degree

Descipline: Chemistry

Grantor: Chiang Mai University

©copyrights Chiang Mai University

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	610531070.pdf	16.63 MB	2	2025-11-26 17:30:05

ใช้เวลา

0.040337 วินาที