Amine-Functionalized GO Decorated with ZnO-ZnFe2O4 Nanomaterials for Remediation of Cr(VI) from Water
Source abstract
Abstract
Amine functionalized graphene oxide (NH2-GO) decorated with ZnO-ZnFe2O4 nanomaterials (NH2-GO/ZnO-ZnFe2O4) was successfully synthesized by organic transformation reaction followed by hydrothermal method. The formation, composition, bonding, size, morphology, and surface area of synthesized nanomaterial were analyzed by XRD, FTIR, Raman, XPS, FESEM, HRTEM, and BET analytical techniques. The formation of ZnO-ZnFe2O4 binary phase onto the amine functionalized GO was confirmed by XRD and HRTEM. The surface composition and functionalization of prepared nanocomposite were confirmed by XPS and FTIR analysis. The FESEM images revealed the formation of fine spherical ZnO-ZnFe2O4 nanoparticle onto the NH2-GO surface. From TEM image, the average particle size of the composite nanomaterials was observed to be 8 nm. From N2 adsorption–desorption study, it was found that NH2-GO/ZnO-ZnFe2O4 composite nanomaterials show higher surface area (122 mg/g) than GO/ZnO-ZnFe2O4 and NH2-GO. The obtained nanocomposite was used as novel adsorbent for remediation of chromium (Cr(VI)) from water. Batch adsorption experimental studies revealed that the Cr(VI) adsorption onto NH2-GO/ZnO-ZnFe2O4 surface was pH dependent and maximum adsorption takes place at pH = 4. Compared to other prepared nanomaterials, adsorption capacity of NH2-GO/ZnO-ZnFe2O4 was found to be higher because of the presence of more surface active sites by functionalizing ZnO-ZnFe2O4 nanomaterials and also introducing amine group on the GO surface. Adsorptive removal of Cr(VI) onto nanocomposite surface follows a pseudo second order kinetics. Langmuir model was best fitted to the adsorption data. The process of adsorption was spontaneous and endothermic in nature. The maximum uptake capacity of NH2-GO/ZnO-ZnFe2O4 was observed to be 109.89 mg/g and was higher than that of NH2-GO and GO/ZnO-ZnFe2O4 nanocomposites. The mechanism of Cr(VI) adsorption follows electrostatic attraction and formation of chelate with amine groups.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline
Research context
OpenAlex topics: Adsorption and biosorption for pollutant removal · Iron oxide chemistry and applications · Nanomaterials for catalytic reactions
SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.
Affiliations
Chemistry Department, NIT Rourkela, Rourkela, Odisha 769008, India
Funding
National Institute of Technology Rourkela
References (86)
Show source-provided references
1. 10.1039/C6RA22709K10.1039/C6RA22709K ↗
2. 10.1039/C5RA09761D10.1039/C5RA09761D ↗
3. 10.1016/j.colsurfa.2016.03.02210.1016/j.colsurfa.2016.03.022 ↗
4. 10.1016/j.wse.2015.01.00910.1016/j.wse.2015.01.009 ↗
5. 10.1016/j.seppur.2015.12.02110.1016/j.seppur.2015.12.021 ↗
6. 10.1016/j.jhazmat.2012.11.02010.1016/j.jhazmat.2012.11.020 ↗
7. 10.1016/j.jhazmat.2009.08.13110.1016/j.jhazmat.2009.08.131 ↗
8. 10.1016/j.jhazmat.2014.11.03910.1016/j.jhazmat.2014.11.039 ↗
9. 10.1016/j.apcatb.2017.11.04010.1016/j.apcatb.2017.11.040 ↗
10. 10.1016/j.jhazmat.2018.03.05910.1016/j.jhazmat.2018.03.059 ↗
11. 10.1016/j.jhazmat.2016.11.01110.1016/j.jhazmat.2016.11.011 ↗
12. 10.1016/j.cej.2014.10.02010.1016/j.cej.2014.10.020 ↗
13. 10.1016/j.cej.2015.08.15810.1016/j.cej.2015.08.158 ↗
14. 10.1007/s11270-014-2113-810.1007/s11270-014-2113-8 ↗
15. 10.1016/j.colsurfa.2014.07.01110.1016/j.colsurfa.2014.07.011 ↗
16. 10.1016/j.jallcom.2015.12.06210.1016/j.jallcom.2015.12.062 ↗
17. 10.1021/am300445f10.1021/am300445f ↗
18. 10.1021/am402615m10.1021/am402615m ↗
19. 10.1039/C3RA45013A10.1039/C3RA45013A ↗
20. 10.1016/j.jclepro.2013.09.01310.1016/j.jclepro.2013.09.013 ↗
21. 10.1016/j.apcata.2012.07.00910.1016/j.apcata.2012.07.009 ↗
22. 10.1002/adma.20040110110.1002/adma.200401101 ↗
23. 10.1007/BF0271054010.1007/BF02710540 ↗
24. 10.1021/la103541n10.1021/la103541n ↗
25. 10.1016/j.matlet.2018.03.09710.1016/j.matlet.2018.03.097 ↗
26. 10.1021/acs.langmuir.5b0148310.1021/acs.langmuir.5b01483 ↗
27. 10.1016/j.jiec.2013.04.03110.1016/j.jiec.2013.04.031 ↗
28. 10.1016/j.scitotenv.2012.02.02310.1016/j.scitotenv.2012.02.023 ↗
29. 10.1021/ie020846710.1021/ie0208467 ↗
30. 10.1016/j.apsusc.2013.03.14710.1016/j.apsusc.2013.03.147 ↗
31. 10.1016/j.jhazmat.2011.10.01610.1016/j.jhazmat.2011.10.016 ↗
32. 10.1016/j.arabjc.2013.08.01910.1016/j.arabjc.2013.08.019 ↗
33. 10.1016/j.cplett.2017.09.01810.1016/j.cplett.2017.09.018 ↗
34. 10.1016/j.jscs.2014.01.00410.1016/j.jscs.2014.01.004 ↗
35. 10.1021/es201413310.1021/es2014133 ↗
36. 10.1016/j.cej.2016.04.07610.1016/j.cej.2016.04.076 ↗
37. 10.1039/c2jm15544c10.1039/c2jm15544c ↗
38. 10.1016/j.colsurfb.2013.01.07410.1016/j.colsurfb.2013.01.074 ↗
39. 10.1016/j.jhazmat.2016.05.02810.1016/j.jhazmat.2016.05.028 ↗
40. 10.1016/j.jcis.2016.11.07110.1016/j.jcis.2016.11.071 ↗
41. 10.1021/am504826q10.1021/am504826q ↗
42. 10.1016/j.hydromet.2015.11.00510.1016/j.hydromet.2015.11.005 ↗
43. 10.1016/j.apsusc.2013.07.06310.1016/j.apsusc.2013.07.063 ↗
44. 10.1039/C5RA23676B10.1039/C5RA23676B ↗
45. 10.1016/j.jcis.2012.11.04910.1016/j.jcis.2012.11.049 ↗
46. 10.1016/j.chemosphere.2017.12.16310.1016/j.chemosphere.2017.12.163 ↗
47. 10.1016/j.ijbiomac.2016.11.11710.1016/j.ijbiomac.2016.11.117 ↗
48. 10.1016/j.colsurfa.2017.01.08610.1016/j.colsurfa.2017.01.086 ↗
49. 10.1016/j.jhazmat.2015.02.06510.1016/j.jhazmat.2015.02.065 ↗
50. 10.1016/j.jtice.2016.02.00510.1016/j.jtice.2016.02.005 ↗
51. 10.1039/c2jm32479b10.1039/c2jm32479b ↗
52. 10.1039/C5RA16005G10.1039/C5RA16005G ↗
53. 10.1007/s11356-012-0842-z10.1007/s11356-012-0842-z ↗
54. 10.1039/c3dt50955a10.1039/c3dt50955a ↗
55. 10.1039/C6RA15460C10.1039/C6RA15460C ↗
56. 10.1016/j.jphotochem.2016.04.02610.1016/j.jphotochem.2016.04.026 ↗
57. 10.1039/c2jm30684k10.1039/c2jm30684k ↗
58. 10.1016/j.jallcom.2014.09.14310.1016/j.jallcom.2014.09.143 ↗
59. 10.1039/c3ra46525j10.1039/c3ra46525j ↗
60. 10.1039/C5RA19954A10.1039/C5RA19954A ↗
61. 10.1016/j.apsusc.2016.05.02210.1016/j.apsusc.2016.05.022 ↗
62. 10.1016/j.molliq.2016.09.04910.1016/j.molliq.2016.09.049 ↗
63. 10.1016/j.materresbull.2015.01.05710.1016/j.materresbull.2015.01.057 ↗
64. 10.1016/j.matchemphys.2016.05.00510.1016/j.matchemphys.2016.05.005 ↗
65. 10.1016/j.jece.2018.04.05410.1016/j.jece.2018.04.054 ↗
66. 10.1039/C4RA10006A10.1039/C4RA10006A ↗
67. 10.1021/nn100889710.1021/nn1008897 ↗
68. 10.1016/j.jtice.2016.02.00510.1016/j.jtice.2016.02.005 ↗
69. 10.1016/j.cej.2013.03.10410.1016/j.cej.2013.03.104 ↗
70. 10.1039/C7RA13514A10.1039/C7RA13514A ↗
71. 10.1021/acs.jced.7b0018810.1021/acs.jced.7b00188 ↗
72. 10.1016/j.jallcom.2013.02.14710.1016/j.jallcom.2013.02.147 ↗
73. 10.1039/C5RA05894E10.1039/C5RA05894E ↗
74. 10.1039/C5DT01260K10.1039/C5DT01260K ↗
75. 10.1016/j.watres.2014.09.02610.1016/j.watres.2014.09.026 ↗
76. 10.1002/app.4094510.1002/app.40945 ↗
77. 10.1016/j.reactfunctpolym.2017.03.00810.1016/j.reactfunctpolym.2017.03.008 ↗
78. 10.1021/ie301586j10.1021/ie301586j ↗
79. 10.1021/acs.iecr.5b0099510.1021/acs.iecr.5b00995 ↗
80. 10.1155/2015/68709410.1155/2015/687094 ↗
81. 10.1016/j.cej.2016.02.04910.1016/j.cej.2016.02.049 ↗
82. 10.1016/j.jcis.2011.11.04910.1016/j.jcis.2011.11.049 ↗
83. 10.1039/c2jm35378d10.1039/c2jm35378d ↗
84. 10.1016/j.jcis.2017.07.01310.1016/j.jcis.2017.07.013 ↗
85. 10.1016/j.jcis.2017.05.01810.1016/j.jcis.2017.05.018 ↗
86. 10.1016/j.micromeso.2017.07.03710.1016/j.micromeso.2017.07.037 ↗