ホウ素窒化物ナノシートを用いたメチルオレンジの吸着に関する実験的および理論的研究

さまざまな用途に大量に使用される染料の一部は、染色過程で失われ、水を汚染します。人間の健康に対する有害な影響を避けるために、本研究ではホウ素窒化物ナノシート（BNNS）が合成され、水溶液から陰イオンメチルオレンジ（MO）染料を除去するための吸着挙動が報告されています。最適なpH、平衡、合成したBNNSの吸着能力を見つけるために、pH、接触時間、初期染料濃度の影響がMOに対して調査されました。吸着動力学と等温モデルは、吸着中に擬似二次反応（PSO）動力学およびフロイントリッヒ等温モデルがそれぞれ従っていることを示しました。合成された吸着剤の実験的な最大吸着能力は575.0 mg g-1であり、これは負に帯電したMOと正に帯電したBNNSとの間の強い静電的引力によるものです。さらに、密度汎関数理論（DFT）計算も行われ、吸着過程の性質や実現可能性、MO染料分子と吸着剤との相互作用、BNNSの吸着能力を調査しました。理論的および実験的研究は、吸着過程が物理的であることを示唆しています。負の電荷移動がMOからBNNSへと発生し、高い化学ポテンシャルが示され、高い化学活性と吸着プロセス後のバンドギャップの減少が見られました。これらの理論的および実験的な発見は、商業用途のための吸着剤としてのBNNSの可能性を示しています。