Resumen

Se investigaron nanopartículas bimetálicas compuestas de hierro (Fe) y níquel (Ni) para la eliminación de un colorante azoico contaminante en el agua. Se comprobaron la morfología (núcleo y aleación) y la proporción molar de metales (Ni2Fe10, Ni5Fe10 y Ni10Fe10) como propiedades clave de las nanopartículas. Se probó la vida útil de las nanopartículas durante un periodo de 3 semanas y se evaluó el efecto de la concentración inicial de nanopartículas en la eliminación del colorante. La mayor concentración inicial de nanopartículas (1000 mg/L) mostró una eliminación consistente de Orange G y el mayor grado de eliminación de colorante, en comparación con las otras concentraciones probadas (es decir, 750 mg/L, 500 mg/L y 250 mg/L) para la misma morfología de nanopartículas y proporción molar de metal. La proporción molar de metal afectó significativamente al rendimiento de la morfología de la cáscara del núcleo, donde se encontró que la eliminación global del colorante era del 66%, 89% y 98% con una proporción molar creciente (Ni2Fe10 → Ni5Fe10 → Ni10Fe10). Por el contrario, la eliminación global del colorante para todas las relaciones molares de las nanopartículas de aleación sólo dio lugar a una variabilidad de ±0,005%. Cuando se almacenaron en agua durante 3 semanas, las nanopartículas del núcleo perdieron reactividad con una pérdida media del 17% en la eliminación cada semana. Sin embargo, las nanopartículas de aleación fueron capaces de eliminar continuamente Naranja G de la solución después de 3 semanas de almacenamiento hasta ~97% cuando se utilizaron a una concentración inicial de nanopartículas de 1000 mg/L. En general, las nanopartículas de aleación Ni2Fe10, Ni5Fe10 y Ni10Fe10 con una concentración inicial de nanopartículas de 1000 mg/L produjeron la mayor eliminación de colorante, del 97%, 99% y 98%, respectivamente. Se utilizaron modelos de velocidad cinética para analizar las constantes de velocidad de eliminación del colorante en función de las propiedades de las nanopartículas. Se observó que los modelos de velocidad cinética diferían de la cáscara del núcleo (cinética de primer orden) a la morfología de la aleación (cinética de segundo orden). Las nanopartículas de aleación dieron lugar a una constante de velocidad cinética tan alta como X, y las nanopartículas de núcleo dieron lugar a una constante de velocidad cinética tan alta como XX. Se investigó la lixiviación de metales de las nanopartículas; las nanopartículas de aleación dieron lugar a una lixiviación de 3e y 5% de Ni, similar a la lixiviación de 3,2e y 4,3% de Ni de las nanopartículas Fe10Ni10.

• Materias:Biotecnología Análisis electroquímico Bioingeniería Nanocompuestos Nanotubos
• Subjects:Biotechnology Electrochemical analysis Bioengineering Nanocomposites Nanotubes
• Palabras claves:proporción molar de metal, modelos de velocidad cinética, nanopartículas de núcleo, concentración inicial de nanopartículas, nanopartículas de aleación, ni2fe10, ni5fe10, núcleo, eliminación de colorante, velocidad cinética
• Keywords:metal molar ratio, kinetic rate models, core shell nanoparticles, starting nanoparticle concentration, alloy nanoparticles, ni2fe10, ni5fe10, core shell, dye removal, kinetic rate