Obtaining of Fe3O4@C Core-Shell Nanoparticles as an Adsorbent of Tetracycline in Aqueous SolutionsAuthorship
person Vivian Soares
schoolPrograma de Pós-Graduação em Ciências Ambientais, Universidade Comunitária da Região de Chapecó - Unochapecó, Chapecó, SC, BrasilUniversidade Comunitária da Região de ChapecóBrasilChapecó, SC, BrasilPrograma de Pós-Graduação em Ciências Ambientais, Universidade Comunitária da Região de Chapecó - Unochapecó, Chapecó, SC, Brasil
person Ana Flávia dos Santos de Moraes
schoolCurso de Graduação em Engenharia Química, Universidade Comunitária da Região de Chapecó - Unochapecó, Chapecó, SC, BrasilUniversidade Comunitária da Região de Chapecó - UnochapecóBrasilChapecó, SC, BrasilCurso de Graduação em Engenharia Química, Universidade Comunitária da Região de Chapecó - Unochapecó, Chapecó, SC, Brasil
person Janaína dos Santos
schoolCurso de Graduação em Engenharia Química, Universidade Comunitária da Região de Chapecó - Unochapecó, Chapecó, SC, BrasilUniversidade Comunitária da Região de Chapecó - UnochapecóBrasilChapecó, SC, BrasilCurso de Graduação em Engenharia Química, Universidade Comunitária da Região de Chapecó - Unochapecó, Chapecó, SC, Brasil
person Marina Carla Grando
schoolCurso de Graduação em Engenharia Química, Universidade Comunitária da Região de Chapecó - Unochapecó, Chapecó, SC, BrasilUniversidade Comunitária da Região de Chapecó - UnochapecóBrasilChapecó, SC, BrasilCurso de Graduação em Engenharia Química, Universidade Comunitária da Região de Chapecó - Unochapecó, Chapecó, SC, Brasil
person Cleuzir da Luz
schoolPrograma de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Universidade Estadual de Santa Catarina - UDESC, Pinhalzinho, SC, BrasilUniversidade Estadual de Santa Catarina - UDESCBrasilPinhalzinho, SC, BrasilPrograma de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Universidade Estadual de Santa Catarina - UDESC, Pinhalzinho, SC, Brasil
person Gustavo Lopes Colpani
schoolPrograma de Pós-Graduação em Tecnologia e Gestão da Inovação, Universidade Comunitária da Região de Chapecó - Unochapecó, Chapecó, SC, BrasilUniversidade Comunitária da Região de Chapecó - UnochapecóBrasilChapecó, SC, BrasilPrograma de Pós-Graduação em Tecnologia e Gestão da Inovação, Universidade Comunitária da Região de Chapecó - Unochapecó, Chapecó, SC, Brasil
person Luciano Luiz Silva
schoolPrograma de Pós-Graduação em Tecnologia e Gestão da Inovação, Universidade Comunitária da Região de Chapecó - Unochapecó, Chapecó, SC, BrasilUniversidade Comunitária da Região de Chapecó - UnochapecóBrasilChapecó, SC, BrasilPrograma de Pós-Graduação em Tecnologia e Gestão da Inovação, Universidade Comunitária da Região de Chapecó - Unochapecó, Chapecó, SC, Brasil
person Márcio Antônio Fiori *
schoolPrograma de Pós-Graduação em Ciências Ambientais, Universidade Comunitária da Região de Chapecó - Unochapecó, Chapecó, SC, BrasilUniversidade Comunitária da Região de ChapecóBrasilChapecó, SC, BrasilPrograma de Pós-Graduação em Ciências Ambientais, Universidade Comunitária da Região de Chapecó - Unochapecó, Chapecó, SC, BrasilschoolPrograma de Pós-Graduação em Tecnologia e Gestão da Inovação, Universidade Comunitária da Região de Chapecó - Unochapecó, Chapecó, SC, BrasilUniversidade Comunitária da Região de Chapecó - UnochapecóBrasilChapecó, SC, BrasilPrograma de Pós-Graduação em Tecnologia e Gestão da Inovação, Universidade Comunitária da Região de Chapecó - Unochapecó, Chapecó, SC, Brasil
person Josiane Maria Muneron de Mello
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Figures | Tables | Formulas
imageFigure 1 SEM images obtained with Fe3O4@C nanoparticles. open_in_new
imageFigure 2 EDS spectra obtained with Fe3O4@C nanoparticles. open_in_new
imageFigure 3 XRD diffractogram obtained with Fe3O4@C nanoparticles. Fe3O4: COD 96-900-9770 and C: COD 96-101-1061. open_in_new
imageFigure 4 FTIR spectra of Fe3O4@C nanoparticles. open_in_new
imageFigure 5 Determination of pHPZC (pH initial value; pH final value). open_in_new
imageFigure 6 Kinetics of adsorption of tetracycline by Fe3O4@C nanoparticles. Initial concentration of 30 mg L-1 and 0.5 g of nanoparticles open_in_new
imageFigure 7 Experimental results of tetracycline adsorbed on the adsorbent as a function of time and adjust for models of pseudo-first order, the pseudo-second order (a) and the intraparticle diffusion (b) open_in_new
imageFigure 8 Experimental and predicted adsorption isotherms for tetracycline for the Langmuir, Freundlich and Langmuir-Freundlich models, at temperature of de 25ºC. open_in_new
imageFigure 9 Experimental and predicted adsorption isotherms for tetracycline for the Langmuir, Freundlich and Langmuir-Freundlich models, at temperature of 35 ºC. open_in_new
imageFigure 10 Experimental and predicted adsorption isotherms for tetracycline for the Langmuir, Freundlich and Langmuir-Freundlich models, at temperature of 45 ºC. open_in_new
table_chartTable 1
Results of Rietveld analysis of Fe3O4@C nanoparticles.
| Sample | Phase | Crystalline Strucuture | Content (wt%) | Unit cell Parameters (Å) | Particle size (nm) | χ2 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Fe3O4@C | C | Tetragonal | 2.8 | a=b=2.47 | ||
| c= 6.79 | 69.33 | 5.6 | ||||
| Fe3O4 | Cubic | 97.2 | a=b=c= 8.38 |
-
*
XRD pattern: monocristaline silicon.
table_chartTable 2
Kinetic parameters of the kinetic model of pseudo-first order, pseudo-second order and intraparticle diffusion for tetracycline.
| Parameters | Pseudo-first order | Pseudo-second order | Intraparticle diffusion |
|---|---|---|---|
| k1 (min-1) | 0.0396 | - | - |
| k2 (g mg-1 min-1) | - | 0.0126 | - |
| C (mg g-1) | - | - | 0.2467 |
| kin (mg g-1 min-1/2) | - | - | 1.0102 |
| R2 | 0.877 | 0.952 | 0.852 |
table_chartTable 3
Concentration of equilibrium in the determined solid phase, applying the pseudo-first-order model, pseudo-second order, obtained experimentally.
| Kinects Model | qe (exp.) (mg g-1) | qe (calc) (mg g-1) | Deviation (%) | R2 |
|---|---|---|---|---|
| pseudo-1ª order | 4.1594 | 4.1998 | 0.0097 | 0.877 |
| pseudo-2ª order | 4.1594 | 4.1198 | 0.0095 | 0.952 |
table_chartTable 4
Adsorption isotherm parameters of the Langmuir, Freundlich and Langmuir-Freundlich models for temperatures of 25 °C, 35 °C and 45 °C.
| Temperature | Langmuir | Freundlich | Langmuir-Freundlich | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 25 ºC | qmax (mg g-1) | 7.610 | nf | 2.623 | qmLF (mg g-1) | 14.734 |
| bL (L g-1) | 0.173 | kf | 1.924 | bLF (L g-1) | 0.025 | |
| RL | 0.162 | mLF | 0.554 | |||
| R2 | 0.955 | R2 | 0.989 | R2 | 0.986 | |
| 35 ºC | qmax (mg g-1) | 5.478 | nf | 2.419 | qmLF (mg g-1) | 5.603 |
| bL (L g-1) | 0.099 | kf | 1.049 | bLF (L g-1) | 0.096 | |
| RL | 0.252 | mLF | 0.909 | |||
| R2 | 0.902 | R2 | 0.921 | R2 | 0.895 | |
| 45 ºC | qmax (mg g-1) | 3.765 | nf | 2.463 | qmLF (mg g-1) | 3.391 |
| bL (L g-1) | 0.079 | kf | 0.680 | bLF (L g-1) | 0.100 | |
| RL | 0.296 | mLF | 1.096 | |||
| R2 | 0.788 | R2 | 0.824 | R2 | 0.777 |
table_chartTable 5
Thermodynamic parameters, ΔS, ΔH and ΔG, of adsorption of tetracycline in the adsorbent Fe3O4@C.
| Temperature °C | ΔS (kJ mol-1 K-1) | ΔH (kJ mol-1) | - ΔG (kJ mol-1) |
|---|---|---|---|
| 25 | 0.156 | 0.055 | 46,505 |
| 35 | 48.066 | ||
| 45 | 49.628 |
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
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(11)
How to cite
location_on
ABM, ABC, ABPol
UFSCar - Dep. de Engenharia de Materiais, Rod. Washington Luiz, km 235, 13565-905 - São Carlos - SP- Brasil. Tel (55 16) 3351-9487 -
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SP -
Brazil
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