Nanopartikel oksida besi magnet (MIONPs) telah menarik banyak minat dalam kejuruteraan alam sekitar sebagai salah satu alat yang berkesan untuk menyingkirkan bahan pencemar. Saiz nano oksida besi yang mempunyai nisbah permukaan dengan isipadu yang tinggi menjadikannya sebagai calon yang baik untuk proses penyingkiran. Oleh kerana penggumpalan diri nanopartikel MIONPs yang cepat dan juga nanotoksik telah mendorong teknik lapisan demi lapisan telah diusahakan dimana oksida besi magnet telah dilekatkan pada permukaan silika-polimer. Dua saiz silika yang berbeza telah disintesiskan bagi mengkaji kesan kelengkungan poli (diallydimetylammonium klorida) (PDDA). Di sini, PDDA telah digunakan untuk menggalakkan penahanan MIONPs ke permukaan silika untuk membentuk satu nanokomposit dengan koloid yang baik dan kestabilan pemangkin. Taburan saiz dan mobiliti elektroforetik untuk nanostruktur di setiap peringkat sintesis ditentukan oleh penyerakan cahaya dinamik (DLS). Berdasarkan ukuran melalui DLS, silika kecil-PDDA-MIONPs mempunyai saiz sebesar 387.8 nm dan caj +23.7 mV manakala saiz sebesar 526.7 nm dipunyai oleh silika besar-PDDA-MIONPs dan caj +27.4 mV. Selain DLS, morfologi silika, silika-polimer dan nanostruktur terakhir telah dianalisa menggunakan Mikroskop Transmisi Elektron (TEM). Sistem model dengan menggunakan metilena biru (MB) dan metilena jingga (MO) sebagai pencemar telah digunakan untuk menguji kebolehlaksanaan idea ini. Eksperimen ini dilakukan dengan menguji keupayaan nanostruktur pada setiap peringkat iaitu silika koloid, silika koloid-PDDA dan nanokomposit silika-PDDA-MIONPs untuk penyingkiran pewarna. Untuk proses yang didorong sama ada melalui interaksi elektrostatik atau kedua-dua tindak balas iaitu Fenton dan interaksi elektrostatik menunjukkan bahawa silika besar-PDDA-MIONPs komposit adalah lebih baik untuk menyingkirkan pencemar dari alam sekitar. Dengan meningkatkan saiz silika menyebabkan beberapa segmen polielektrolit yang terjerap menghasilkan gelung dan jalur di permukaan silika dimana menyebabkan terbinanya matriks yang lebih panjang dan polimer yg lebih terbuka yang boleh digunakan untuk menggabungkan MIONPs ke dalam struktur yang terbuka. Selain itu, struktur lanjutan yang terhasil menyebabkan rintangan pemindahan jisim molekul pewarna kearah nanostruktur akhir berkurang.
_______________________________________________________________________________________________________
Magnetic iron oxide nanoparticles (MIONPs) have attracted much interest in many environmental engineering as one of the effective tools for pollutant removal. Nano size particles of iron oxide with high surface to volume ratio give a better candidate for removal process. Due to fast self-agglomeration of bare MIONPs and also the nanotoxicity induce, layer-by-layer technique of nanoparticles has been proposed where the MIONPs are assembled onto the polymeric silica. Two different size of silica core have been synthesis in order to study the curvature effect of poly (diallydimetylammonium chloride) (PDDA) attachment. Here, PDDA was used to promote the attachment of MIONPs onto the silica surfaces to assemble a nanocomposite with good colloidal and catalytic stability. The size distributions and electrophoretic mobility of the nanostructured at each stages of synthesis were determined by dynamic light scattering (DLS). From DLS measurement, small silica-PDDA-MIONPs give 387.8 nm which possess +23.7 mV while about 526.7 nm for the size of large silica-PDDA-MIONPs with +27.4 mV. In addition to DLS, the morphology of the silica, polymeric silica and ultimate nanostructure was investigated by using Transmission Electron Microscope (TEM). A model system by using methylene blue (MB) and methyl orange (MO) as targeted pollutant was employed to test the feasibility of this idea. The experiment was performed by testing the capability of nanomaterials at each stages which is silica colloids, silica-PDDA colloids and silica-PDDA-MIONPs nanocomposites for dye removal. For process that driven either by electrostatic interaction or both Fenton reaction and electrostatic interaction, it showed that large silica colloid-PDDA-MIONPs composite is superior for pollutant removal from aqueous environment. By increase the size of silica cause a few segments of polyelectrolyte are adsorbed and start producing loops and trains on the silica surface which construct a more extended and open polymeric matrix that can be used to incorporate MIONPs into the open shell. Besides that, the extended structure formed imposes less mass transfer resistance for the migration of dye molecules toward ultimate nanostructure.
Construction of silica-core, iron oxide shell composite for water treatment / Ahmad Huzaifah Mohd Yusoff