Thermodynamische und kinetische Studien zu photochemisch erzeugten Co3O4-Nanopartikeln für die Adsorption von Pentachlorphenol-Pestizid aus Bewässerungswasser

Die Pestizidverschmutzung von Bewässerungswasser ist eines der bedeutendsten Probleme, die Forscher beschäftigen. In dieser Arbeit wurden Kobaltoxid-Nanopartikel mit einer effektiven photochemischen Synthese hergestellt, die zur Entfernung von Pentachlorphenol-Pestizid aus Bewässerungswasser verwendet wurden. Durch den Einsatz von Röntgendiffraktion (XRD), Rasterelektronenmikroskopie (REM) und energiedispersiver Röntgenspektroskopie (EDX) wurden die strukturellen und morphologischen Eigenschaften der synthetisierten Kobaltoxid-Nanopartikel charakterisiert. Adsorptionsexperimente ergaben, dass die maximale Entfernungseffizienz bei einer Temperatur von 323 K, pH 2, mit 0,1 g Co3O4 und einer Kontaktzeit von 60 Minuten erreicht wurde. Thermodynamische Parameter (ΔH° = +10,27 kJ·mol−1, ΔS° = +41,51 J·mol−1·K−1 und ΔG° = −3,13 kJ·mol−1) wurden berechnet, um die Natur des Adsorptionsprozesses zu bewerten, wobei die Ergebnisse zeigten, dass die Adsorption von PCP auf Co3O4-NPs endotherm und spontan unter den getesteten Bedingungen ist. Außerdem wurden die Gleichgewichtsdaten mithilfe der Freundlich (R2 = 0,997) und Langmuir-Isothermen (R2 = 0,5333) bestimmt, die veranschaulichen, dass der Adsorptionsprozess mehrschichtig auf der Oberfläche der Co3O4-Nanopartikel war. Andererseits deutet die kinetische Daten darauf hin, dass der Adsorptionsprozess mit dem pseud ersten Ordnung-Modell (R2>0,9095) verbunden ist.