今日推送：环保型磁性金属有机框架纳米复合材料的绿色合成及水中污染物（染料和药物）的去除能力

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文章标题

Green synthesis of eco-friendly magnetic metal-organic framework nanocomposites (AlFum -graphene oxide) and pollutants (dye and pharmaceuticals) removal capacity from water环保型磁性金属有机框架纳米复合材料（AlFum-graphene oxide）的绿色合成及水中污染物（染料和药物）的去除能力

文章亮点

1. 绿色合成富马酸铝-CoFe2O4/氧化石墨烯纳米复合材料。

2. SEM和TEM图像显示了纳米复合材料的良好尺寸分布和形状。

3. 纳米复合材料的EDX显示了O、Fe和Co的均匀分布。

4. 对直接红23的吸附能力为230 mg/g。

5. 合成的复合材料对药品(四环素和多西环素)具有去除能力。

摘要详文

（1）绿色地合成了氧化石墨烯(GO)、CoFe2O4、CoFe2O4/GO纳米复合材料、富马酸铝(AlFum)和AlFum-CoFe2O4/GO(ACG)生态友好型纳米复合材料，不同数量的CoFe2O4/GO纳米复合材料(5、 10和15wt%，分别表示为5ACG、10ACG和15ACG)被绿色合成，并使用FTIR、SEM、XRD、TEM、XRD、EDX和BET进行表征。

（2）ACG的X射线衍射图表明，AlFum被固定在CoFe2O4/GO的表面，其结构被很好地保持。SEM和TEM图像表明10ACG具有良好的尺寸分布和形状。ACG的EDX光谱显示O、Fe和Co在合成材料中的均匀分布。

（3）分散在水中的合成ACG纳米复合材料可以在几秒钟内被外部磁铁毫不费力地从废水中分离出来。AlFum、5ACG、10ACG和15ACG的染料（直接红23：DR23）吸附能力分别为120、145、230和167 mg/g。

（4）Langmuir等温线是一个比较充分的表征吸附的等温线(对AlFum、ACG-5、ACG-10和ACG-15来说，R2分别=0.9998、0.9918、0.9997和0.9996)。吸附作用遵循伪二阶动力学原理。此外，合成的复合材料对药品（四环素和多西环素）具有去除能力。

研究引入

在吸附剂应用中分离MOFs的过程是其主要限制之一。磁性复合材料的合成和使用外部场可以帮助分离这些材料。由于这个原因，磁性复合材料在克服这个问题上引起了相当大的关注。CoFe2O4的磁性能，如在环境温度下的高矫顽力、高效率、铁磁性质以及出色的机械和化学稳定性，使其成为有希望成为污染物吸附剂的候选材料。几种吸附剂，如粉末电气石（PT）、GO、阳离子锯末、固定化的纳米二氧化硅、磁性CaFe2O4纳米颗粒、蒙脱石/CoFe2O4和MMWCNTs-Fe3C，被用来去除有机污染物，包括DR23。

文献回顾磁性富马酸铝(AlFum)/CoFe2O4/GO纳米复合材料未被用于去除水中的污染物。在此，氧化石墨烯(GO)、CoFe2O4、CoFe2O4/GO纳米复合材料、富马酸铝(AlFum)和AlFum/CoFe2O4/GO(ACG)生态友好纳米复合材料与不同数量的CoFe2O4/GO纳米复合材料(5、 10和15wt%，分别表示为5ACG、10ACG和15ACG)进行了绿色合成，并使用FTIR、SEM、XRD、TEM、XRD、EDX和BET进行了表征。详细研究了操作参数对污染物去除、吸附等温线和动力学的影响。

图文内容

图1. 纳米材料的合成。

图2. FT-IR光谱（a）GO，（b）CoFe2O4，（c）CoFe2O4/GO，（d）AlFum，（e）5ACG，（f）10ACG，和（g）15ACG。

图. 4. SEM图(a) GO, (b) CoFe2O4, (c) CoFe2O4/GO, (d) AlFum, (e) 5ACG, and (f) 10ACG.

图. 6. The EDX of (a) GO/CoFe2O4 and (b) 10ACG.

图7. 材料Mapping图（GO/CoFe2O4和10ACG）。

图8. 10ACG、CoFe2O4和CoFe2O4/GO的磁性曲线。

图9. 合成的材料对N2的吸附-解吸情况。

图12. 在不同染料浓度下使用10ACG去除DR23。

图13. 在不同的pH值下，使用10ACG（0.005克）去除DR23。

图14. Langmuir吸附的线性图（a）AlFum，（b）5ACG，（c）10ACG，和（d）15ACG。

图15. Freundlich吸附的线性图（a）AlFum，（b）5ACG，（c）10ACG，和（d）15ACG。

图16. Temkin吸附的线性图（a）AlFum，（b）5ACG，（c）10ACG，和（d）15ACG。

图17. PFO的吸附动力学（a）AlFum，（b）5ACG，（c）10ACG，和（d）15ACG。

图18. 吸附的PSO动力学（a）AlFum，（b）5ACG，（c）10ACG，和（d）15ACG。

图19. 吸附的ID动力学（a）AlFum，（b）5ACG，（c）10ACG，和（d）15ACG。

文章结论

1、合成了基于GO的环保吸附剂，包括GO、CoFe2O4、CoFe2O4/GO、富马酸铝（AlFum）和AlFum-CoFe2O4/GO（ACG）纳米复合材料，其中CoFe2O4/GO的用量不同（5、 10和15wt%，分别表示为5ACG、10ACG和15ACG）被绿色合成、表征并用于去除染料（DR23）和药品（四环素和多西环素）

2、XRD图谱显示，AlFum被固定在CoFe2O4/GO的表面，其结构被很好地保持。使用ACG的EDX光谱证实了O、Fe和Co在合成材料中的均匀分布。

3、AlFum、5ACG、10ACG和15ACG对DR23的吸附能力分别为120、145、230和167 mg/g。吸附等温线和动力学分别遵循Langmuir模型和伪二阶。此外，合成的复合材料对药品（四环素和多西环素）具有去除能力。10ACG复合材料对多西环素和四环素的去除能力分别为50%和60%。

4、绿色合成的富马酸铝-CoFe2O4/GO(ACG)纳米复合材料可以作为一种环保的磁性吸附剂用于去除染料和药物。合成的ACG纳米复合材料作为一种磁性吸附剂可以很容易地从废水中分离出来。

图20. 富马酸铝-CoFe2O4/GO（ACG）纳米复合材料作为生态友好型磁性吸附剂的绿色合成和污染物去除能力。

https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2023.127720

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