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Novel and Reusable Graphene Oxide-Coated Reticulated Open-Cell Mullite Foams for Methylene Blue Dye Adsorption
ACS Omega ( IF 3.7 ) Pub Date : 2024-01-24 , DOI: 10.1021/acsomega.3c07569 Wadwan Singhapong 1 , Angkhana Jaroenworaluck 1 , Panlekha Manpetch 1
ACS Omega ( IF 3.7 ) Pub Date : 2024-01-24 , DOI: 10.1021/acsomega.3c07569 Wadwan Singhapong 1 , Angkhana Jaroenworaluck 1 , Panlekha Manpetch 1
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Reticulated open-cell mullite (ROM) foams coated with graphene oxide (GO) multilayers as novel and reusable composites (ROM/GO) were first fabricated and functionalized to remove methylene blue (MB) dye from aqueous solutions. In this study, the ROM foams were produced via a replica technique utilizing rice husk as a starting raw material of silica (SiO2) mixed with commercially available alumina (Al2O3) in the step of slurry preparation. GO was synthesized by a modification of Hummer’s method and dispersed in a fixed weight ratio in an aqueous solution. The HCl-pretreated ROM foams were dip-coated for up to 5 cycles using a fixed weight ratio of GO in an aqueous solution. The experimental results revealed that the ROM/GO foams provided 100% adsorption efficiency for MB within 30 min. The adsorption kinetics of the ROM/GO foams followed the first-order model. Based on the microstructural investigations on the surfaces of the ROM foams compared with the ROM/GO foams, the adsorption performance was related to the unique porous structure of the ROM foams, incorporating the physicochemical properties of the GO-multilayered coating. Finally, the ROM/GO foams are considered as sustainable and cost-effective adsorbents due to their reusable functionality for at least 5 cycles of MB removal.
中文翻译：
用于亚甲基蓝染料吸附的新型可重复使用的氧化石墨烯涂层网状开孔莫来石泡沫
首先制备了涂有氧化石墨烯（GO）多层的网状开孔莫来石（ROM）泡沫作为新型可重复使用的复合材料（ROM/GO）并对其进行功能化，以去除水溶液中的亚甲基蓝（MB）染料。在这项研究中，ROM 泡沫是通过复制技术生产的，利用稻壳作为二氧化硅 (SiO 2 ) 的起始原料，在浆料制备步骤中与市售氧化铝 (Al 2 O 3 ) 混合。 GO是通过Hummer法的改进合成的，并以固定的重量比分散在水溶液中。使用水溶液中固定重量比的 GO，对经过 HCl 预处理的 ROM 泡沫进行最多 5 个循环的浸涂。实验结果表明，ROM/GO 泡沫在 30 分钟内对 MB 的吸附效率为 100%。 ROM/GO 泡沫的吸附动力学遵循一阶模型。根据对 ROM 泡沫与 ROM/GO 泡沫表面微观结构的研究，吸附性能与 ROM 泡沫独特的多孔结构有关，并结合了 GO 多层涂层的物理化学性质。最后，ROM/GO 泡沫被认为是可持续且具有成本效益的吸附剂，因为它们具有至少 5 个 MB 去除循环的可重复使用功能。
更新日期：2024-01-24
中文翻译：
用于亚甲基蓝染料吸附的新型可重复使用的氧化石墨烯涂层网状开孔莫来石泡沫
首先制备了涂有氧化石墨烯（GO）多层的网状开孔莫来石（ROM）泡沫作为新型可重复使用的复合材料（ROM/GO）并对其进行功能化，以去除水溶液中的亚甲基蓝（MB）染料。在这项研究中，ROM 泡沫是通过复制技术生产的，利用稻壳作为二氧化硅 (SiO 2 ) 的起始原料，在浆料制备步骤中与市售氧化铝 (Al 2 O 3 ) 混合。 GO是通过Hummer法的改进合成的，并以固定的重量比分散在水溶液中。使用水溶液中固定重量比的 GO，对经过 HCl 预处理的 ROM 泡沫进行最多 5 个循环的浸涂。实验结果表明，ROM/GO 泡沫在 30 分钟内对 MB 的吸附效率为 100%。 ROM/GO 泡沫的吸附动力学遵循一阶模型。根据对 ROM 泡沫与 ROM/GO 泡沫表面微观结构的研究，吸附性能与 ROM 泡沫独特的多孔结构有关，并结合了 GO 多层涂层的物理化学性质。最后，ROM/GO 泡沫被认为是可持续且具有成本效益的吸附剂，因为它们具有至少 5 个 MB 去除循环的可重复使用功能。
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