Please wait a minute...
Frontiers of Environmental Science & Engineering

ISSN 2095-2201

ISSN 2095-221X(Online)

CN 10-1013/X

Postal Subscription Code 80-973

2018 Impact Factor: 3.883

Front. Environ. Sci. Eng.    2015, Vol. 9 Issue (5) : 746-769    https://doi.org/10.1007/s11783-015-0814-x
REVIEW ARTICLE
Nanosized magnetite in low cost materials for remediation of water polluted with toxic metals, azo- and antraquinonic dyes
María Fernanda HORST1,*(),Verónica LASSALLE1,María Luján FERREIRA2
1. Institute of Chemistry of the South (Inquisur, Universidad Nacional del Sur—CONICET), Avda Alem 1253, Bahía Blanca, Argentina
2. Pilot Plant of Chemical Engineering (PLAPIQUI-UNS-CONICET), Universidad Nacional del Sur—CONICET, Camino La Carrindanga km7, Bahía Blanca, Argentina
 Download: PDF(1483 KB)   HTML
 Export: BibTeX | EndNote | Reference Manager | ProCite | RefWorks
Abstract

Nanosized magnetite has emerged as an adsorbent of pollutants in water remediation. Nanoadsorbents include magnetic iron oxide and its modifiers/stabilizers, such as carbon, silica, clay, organic moieties (polymers, aminoacids, and fatty acids) and other inorganic oxides. This review is focused on the recent developments on the synthesis and use of magnetic nanoparticles and nanocomposites in the treatment of contaminated water. The emphasis is on the influence of the iron oxide modifiers on some properties of interest such as size, BET area, and magnetization. The characteristics of these nanomaterials are related to their ability to eliminate heavy metal ions and dyes from wastewater. Comparative analysis of the actual literature was performed aiming to present the magnetic material, its preparation methodology and performance in the elimination of the selected pollutants. Vast information has been properly summarized according to the materials, their properties and preferential affinity for selected contaminants. The mechanisms governing nanomaterial’s formation as well as the interactions with heavy metals and dyes have been carefully analyzed and associated to their efficiency.

Keywords nanomagnetite      water remediation      toxic metals      dyes      supported magnetite     
Corresponding Author(s): María Fernanda HORST   
Online First Date: 14 September 2015    Issue Date: 08 October 2015
 Cite this article:   
María Luján FERREIRA,Verónica LASSALLE,María Fernanda HORST. Nanosized magnetite in low cost materials for remediation of water polluted with toxic metals, azo- and antraquinonic dyes[J]. Front. Environ. Sci. Eng., 2015, 9(5): 746-769.
 URL:  
https://academic.hep.com.cn/fese/EN/10.1007/s11783-015-0814-x
https://academic.hep.com.cn/fese/EN/Y2015/V9/I5/746
remediation method advantages disadvantages reference
chemical precipitation relatively inexpensive equipment requirement, and convenient and safe operations -large amount of chemicals to reduce metals to an acceptable level for discharge.-excessive sludgeproduction that requires further treatment,-slow metal precipitation.-poor settling, the aggregation of metal precipitates. [5]
ion exchange used successfully at industrial scale for effluentś remediation (mainly heavy metals). -it does not work with concentrated metal solution as the matrix gets easily fouled by organics and other solids in the wastewater.-it is nonselective and is highly sensitive to the pH of the solution.-high costs when specific membranes are required. [6]
adsorption with non- magnetic adsorbents versatile, economically viable (depending on their source). -technical applicability and cost-effectiveness.-limited reutilization and recycle.-production of extra residues.-generally dependent on the wastewater pH. [7]
adsorption with nanomagnetic adsorbents better intrinsic properties, such as chemical activity and fine grain size, as compared with the classic substances including normal scale good dispersion in solution,-very high specific surface area,-ability to be controlled and separated with an external magnetic field.-reutilization and regeneration by simple procedures. scale up non evaluated [9]
Tab.1  Different technologies applied to water remediation
Fig.1  Dyes analyzed in the manuscript. Sulfonic groups characterize anionic dyes whereas N=N, NH and NH2 groups characterize cationic dyes
Fig.2  Local structure of magnetite
Fig.3  Scheme 1 Representation of co-precipitation method
method of synthesis BET area /(m2·g−1) size/nm heavy metal max. adsorption capacity/(mg·g−1) ref.
co-precipitation methodpolyol process 1.9×102 6−818−35 Cd(II) 34.97.4 [21]
adaptation of co-precipitation 41.30 200−300 Cd(II) 164.5 [24]
co-precipitation 17 As(III)As(V) 5.74.8 [26]
co-precipitation 100 4 As(V) 45 [28]
microwave assisted hydrothermal 27 Cr(III)Cr(VI) 2.21.7 [31]
commercial magnetic nanoparticles 43 20−30 Pb(II) 36 [33]
Tab.2  Summarized characterization data of magnetite nanoparticles synthesized using different methods and its performance as heavy metals adsorbent
Fig.4  Mechanism of heavy metal ion adsorption onto magnetite nanoparticles
Fig.5  Evolution from peroxidase and catalase enzymes to nanozymes last 80 years
Fig.6  Schematic representation of elimination of heavy metals ions by ferrite method
Fig.7  Synthesis pathways of MNP with additives
Fig.8  The two mechanisms to surface modification of MNPs
Fig.9  Photographs of aqueous dispersions of MNPs modified with SDS in presence and absence of magnetic field
Fig.10  Interactions of heavy metals cations with magnetite nanoparticles and SDS
Fig.11  TEM micrograph of a CNT/Fe3O4
Fig.12  Representation of sol-gel or hydrothermal reaction synthesis for magnetic composites
material in MNPs BET area /(m2·g−1) size /nm heavy metal max. adsorption capacity/(mg·g−1) ref.
carbon 206.6 22 Pb2+ 126 [96]
graphene 62.43 38.57 Cr(VI), Pb(II), Hg(II), Cd(II) and Ni(II) 17.29, 27.95, 23.03, 27.83 and 22.07 [97]
carbon nanotubes 60 As(V) 39.93 [98]
carbon nanotubes Hg(II) and Pb(II) 65.52 and 65.40 [95]
mesoporous silica 11 80 Hg(II) 13 mg/L [100]
Tab.3  Maximum adsorption of heavy metals using magnetic nanocomposites: graphene, carbon nanotubes, silica as a function of their properties
1 Järup  L. Hazards of heavy metal contamination. British Medical Bulletin, 2003, 68(1): 167–182
https://doi.org/10.1093/bmb/ldg032 pmid: 14757716
2 Duruibe  J O, Ogwuegbu  M O C, Egwurugwu  J N. Heavy metal pollution and human biotoxic effects. International Journal of Physical Sciences, 2007, 2(5): 112–118
3 Dasgupta  J, Sikder  J, Chakraborty  S, Curcio  S, Drioli  E. Remediation of textile effluents by membrane based treatment techniques: a state of the art review. Journal of Environmental Management, 2015, 147: 55–72
https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2014.08.008 pmid: 25261752
4 Hashim  M A, Mukhopadhyay  S, Sahu  J N, Sengupta  B. Remediation technologies for heavy metal contaminated groundwater. Journal of Environmental Management, 2011, 92(10): 2355–2388
https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2011.06.009 pmid: 21708421
5 Aziz  H A, Adlan  M N, Ariffin  K S. Heavy metals (Cd, Pb, Zn, Ni, Cu and Cr(III)) removal from water in Malaysia: post treatment by high quality limestone. Bioresource Technology, 2008, 99(6): 1578–1583
https://doi.org/10.1016/j.biortech.2007.04.007 pmid: 17540556
6 Kurniawan  T A, Chan  G Y, Lo  W H, Babel  S. Comparisons of low-cost adsorbents for treating wastewaters laden with heavy metals. Science of the Total Environment, 2006, 366(2−3): 409–426
https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2005.10.001 pmid: 16300818
7 Pandipriya  J, Praveena  E, Reenu  M K, Suganiya  J A M, Magthelin  T, Nandhitha  N M. An insight into the selection of nano particle for removing contaminants in waste water. Journal of Engineering Research and Applications. 2014, 4(1): 203–208
8 Ali  I. New generation adsorbents for water treatment. Chemical Reviews, 2012, 112(10): 5073–5091
https://doi.org/10.1021/cr300133d pmid: 22731247
9 Wei  H, Wang  E. Nanomaterials with enzyme-like characteristics (nanozymes): next-generation artificial enzymes. Chemical Society Reviews, 2013, 42(14): 6060–6093
https://doi.org/10.1039/c3cs35486e pmid: 23740388
10 Chen  Z, Yin  J J, Zhou  Y T, Zhang  Y, Song  L, Song  M, Hu  S, Gu  N. Dual enzyme-like activities of iron oxide nanoparticles and their implication for diminishing cytotoxicity. ACS Nano, 2012, 6(5): 4001–4012
https://doi.org/10.1021/nn300291r pmid: 22533614
11 Khajeh  M, Laurent  S, Dastafkan  K. Nanoadsorbents: classification, preparation, and applications (with emphasis on aqueous media). Chemical Reviews, 2013, 113(10): 7728–7768
https://doi.org/10.1021/cr400086v pmid: 23869773
12 Baldrian  P, Merhautova  V, Gabriel  J, Nerud  F, Stopka  P, Hruby  M, Benes  M J. Decolorization of synthetic dyes by hydrogen peroxide with heterogeneous catalysis by mixed iron oxides. Applied Catalysis B: Environmental, 2006, 66(3–4): 258–264
https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2006.04.001
13 Asghar  A, Raman  A A A, Wan Daud  M A W. Advanced oxidation processes for in-situ production of hydrogen peroxide/hydroxyl radical for textile wastewater treatment: a review. Journal of Cleaner Production, 2015, 87(4): 826–838
https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2014.09.010
14 Giraldo  L, Erto  A, Moreno-Piraján  J C. Magnetite nanoparticles for removal of heavy metals from aqueous solutions: synthesis and characterization. Adsorption, 2013, 19(2−4): 465–474
https://doi.org/10.1007/s10450-012-9468-1
15 Shen  L, Qiao  Y, Guon  Y, Meng  S, Yang  G, Wu  M, Zhao  J. Facile co-precipitation synthesis of shape-controlled magnetite nanoparticles. Ceramics International, 2014, 40(1): 1519–1524
https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2013.07.037
16 Lassalle  V L, Avena  M, Ferreira  M L. A review of the methods of magnetic nanocomposites synthesis and their applications as drug delivery systems and immobilization supports for lipases. Current Trends in Polymer Science, 2009, 13(3): 37–67
17 Lin  Y F, Chen  J L, Xu  C Y, Chung  T W. One-pot synthesis of paramagnetic iron(III) hydroxide nanoplates and ferrimagnetic magnetite nanoparticles for the removal of arsenic ions. Chemical Engineering Journal, 2014, 250(1): 409–415
https://doi.org/10.1016/j.cej.2014.04.029
18 Florini  N, Barrera  G, Tiberto  P, Allia  P, Bondioli  F. Nonaqueous Sol−Gel Synthesis of Magnetic Iron Oxides Nanocrystals. Journal of the American Ceramic Society, 2013, 96(2): 3169–3175
19 Bastami  T R, Entezari  M H. High stable suspension of magnetite nanoparticles in ethanol by using sono-synthesized nanomagnetite in polyol medium. Materials Research Bulletin, 2013, 48(9): 3149–3156
https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2013.04.067
20 Shen  Y F, Tang  J, Nie  Z H, Wang  Y D, Ren  Y, Zuo  L. Preparation and application of magnetic Fe3O4 nanoparticles for wastewater purification. Separation and Purification Technology, 2009, 68(3): 312–319
https://doi.org/10.1016/j.seppur.2009.05.020
21 Hua  M, Zhang  S, Pan  B, Zhang  W, Lv  L, Zhang  Q. Heavy metal removal from water/wastewater by nanosized metal oxides: a review. Journal of Hazardous Materials, 2012, 211−212: 317–331
https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2011.10.016 pmid: 22018872
22 Shen  Y F, Tang  J, Nie  Z H, Wang  Y D, Ren  Y, Zuo  L. Tailoring size and structural distortion of Fe3O4 nanoparticles for the purification of contaminated water. Bioresource Technology, 2009, 100(18): 4139–4146
https://doi.org/10.1016/j.biortech.2009.04.004 pmid: 19414249
23 Jia  Y, Yu  X Y, Luo  T, Zhang  M Y, Liu  J H, Huang  X J. Two-step self-assembly of iron oxide into three-dimensional hollow magnetic porous microspheres and their toxic ion adsorption mechanism. Dalton Transactions (Cambridge, England), 2013, 42(5): 1921–1928
https://doi.org/10.1039/C2DT32522E pmid: 23174850
24 Mayo  J T, Yavuz  C, Yean  S, Cong  L, Shipley  H, Yu  W, Falkner  J, Kan  A, Tomson  M, Colvin  V L. The effect of nanocrystalline magnetite size on arsenic removal. Science and Technology of Advanced Materials, 2007, 8(1−2): 71–75
https://doi.org/10.1016/j.stam.2006.10.005
25 Luther  S, Borgfeld  N, Kim  J, Parsons  J G. Removal of arsenic from aqueous solution: A study of the effects of pH and interfering ions using iron oxide nanomaterials. Microchemical Journal, 2012, 101(5): 30–36
https://doi.org/10.1016/j.microc.2011.10.001
26 Zhong  L S, Hu  J S, Liang  H P, Cao  A M, Song  W G, Wan  L J. Self-assembled 3D flowerlike iron oxide nanostructures and their application in water treatment. Advanced Materials, 2006, 18(18): 2426–2431
https://doi.org/10.1002/adma.200600504
27 Kilianová  M, Prucek  R, Filip  J, Kolařík  J, Kvítek  L, Panáček  A, Tuček  J, Zbořil  R. Remarkable efficiency of ultrafine superparamagnetic iron(III) oxide nanoparticles toward arsenate removal from aqueous environment. Chemosphere, 2013, 93(11): 2690–2697
https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2013.08.071 pmid: 24054133
28 Yuan  P, Liu  D, Fan  M, Yang  D, Zhu  R, Ge  F, Zhu  J, He  H. Removal of hexavalent chromium [Cr(VI)] from aqueous solutions by the diatomite-supported/unsupported magnetite nanoparticles. Journal of Hazardous Materials, 2010, 173(1−3): 614–621
https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2009.08.129 pmid: 19748178
29 Wang  T, Jin  X, Chen  Z, Megharaj  M, Naidu  R. Simultane ous removal of Pb(II) and Cr(III) by magnetite nanoparticles using various synthesis conditions. Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 2014, 20(5): 3543–3549
https://doi.org/10.1016/j.jiec.2013.12.047
30 Parsons  J G, Hernandez  J, Gonzalez  C M, Gardea-Torresdey  J L. Sorption of Cr(III) and Cr(VI) to high and low pressure synthetic nano-magnetite (Fe3O4) particles. Chemical Engineering Journal, 2014, 254(3): 171–180
https://doi.org/10.1016/j.cej.2014.05.112 pmid: 25097452
31 Linnikov  O, Rodina  I, Shevchenko  V, Medvedeva  I, Uimin  M, Schegoleva  N, Yermakov  A, Platonov  V, Osipov  V. Removal of Cr(VI) from aqueous solutions by magnetite nanoparticles with different sizes and crystal structure. Desalination and Water Treatment, 2014, 52(1−3): 324–330
https://doi.org/10.1080/19443994.2013.786654
32 Nassar  N N. Rapid removal and recovery of Pb(II) from wastewater by magnetic nanoadsorbents. Journal of Hazardous Materials, 2010, 184(1−3): 538–546
https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2010.08.069 pmid: 20837379
33 Lin  M, Huang  H, Liu  Z, Liu  Y, Ge  J, Fang  Y. Growth-dissolution-regrowth transitions of Fe3O4 nanoparticles as building blocks for 3D magnetic nanoparticle clusters under hydrothermal conditions. Langmuir, 2013, 29(49): 15433–15441
https://doi.org/10.1021/la403577y pmid: 24256401
34 Wiatrowski  H A, Das  S, Kukkadapu  R, Ilton  E S, Barkay  T, Yee  N. Reduction of Hg(II) to Hg(0) by magnetite. Environmental Science & Technology, 2009, 43(14): 5307–5313
https://doi.org/10.1021/es9003608 pmid: 19708358
35 Sivashankar  R, Sathya  A B, Vasantharaj  K, Sivasubramanian  V. Magnetic composite an environmental super adsorbent for dye sequestration—A review. Environmental Nanotehcnology Monitoring & Management, 2014, 1−2(3): 36–49.
36 Chaudhary  G R, Saharan  P, Kumar  A, Mehta  S K, Mor  S, Umar  A. Adsorption studies of cationic, anionic and azo-dyes via monodispersed Fe3O4 nanoparticles. Journal of Nanoscience and Nanotechnology, 2013, 13(5): 3240–3245
https://doi.org/10.1166/jnn.2013.7152 pmid: 23858837
37 Zhang  D, Xu  D, Ni  Y, Lu  C, Xu  Z. A facile one-pot synthesis of monodisperse ring-shaped hollow Fe3O4 nanospheres for waste water treatment. Materials Letters, 2014, 123(5): 116–119
https://doi.org/10.1016/j.matlet.2014.03.028
38 Pratt  A. Nanomagnetism: Fundamentals and Applications Chapter 7—Environmental Applications of Magnetic Nanoparticles Frontiers of Nanoscience, 2014, 6(1): 259–307
39 Giri  S K, Das  N N, Pradhan  G C. Synthesis and characterization of magnetite nanoparticles using waste iron ore tailings for adsorptive removal of dyes from aqueous solution. Colloids and Surfaces. A, Physicochemical and Engineering Aspects, 2011, 389(1−3): 43–49
https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2011.08.052
40 Rongcheng  W, Jiuhui  Q. Removal of azo dye from water by magnetite adsorption-Fenton oxidation. Water Environment Research, 2004, 76(7): 2637–2642
https://doi.org/10.2175/106143004X141861 pmid: 16042111
41 Babuponnusami  A, Muthukumarm  K. A review on Fenton and improvements to the Fenton process for wastewater treatment. Journal of Environmental Chemical Engineering, 2014, 2(1): 557–572
https://doi.org/10.1016/j.jece.2013.10.011
42 Lee  S, Oh  J, Park  Y. Degradation of Phenol with Fenton-like Treatment. Bulletin of the Korean Chemical Society, 2006, 27(4): 489–494
https://doi.org/10.5012/bkcs.2006.27.4.489
43 Xue  X, Hanna  K, Deng  N. Fenton-like oxidation of Rhodamine B in the presence of two types of iron (II, III) oxide. Journal of Hazardous Materials, 2009, 166(1): 407–414
https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2008.11.089 pmid: 19167810
44 de Hierro  J, Vergara-Sánchez  J P, Pérez-Orozco  R. Suárez-Parra, Hernandez-Pérez I. Degradación Del Colorante Azo Rojo Reactivo 120 En Soluciones Acuosas Usando Sistemas Homogéneos/Heterogéneos. Revista Mexicana de Ingeniería Química, 2012, 11(1): 121–131
45 Gao  L, Zhuang  J, Nie  L, Zhang  J, Zhang  Y, Gu  N, Wang  T, Feng  J, Yang  D, Perrett  S, Yan  X. Intrinsic peroxidase-like activity of ferromagnetic nanoparticles. Nature Nanotechnology, 2007, 2(9): 577–583
https://doi.org/10.1038/nnano.2007.260 pmid: 18654371
46 Fang  G D, Zhou  D M, Dionysiou  D D. Superoxide mediated production of hydroxyl radicals by magnetite nanoparticles: demonstration in the degradation of 2-chlorobiphenyl. Journal of Hazardous Materials, 2013, 250−251: 68–75
https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2013.01.054 pmid: 23434481
47 Jiang  C, Gao  Z, Qu  H, Li  J, Wang  X, Li  P, Liu  H. A new insight into Fenton and Fenton-like processes for water treatment: Part II. Influence of organic compounds on Fe(III)/Fe(II) interconversion and the course of reactions. Journal of Hazardous Materials, 2013, 250−251: 76–81
https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2013.01.055 pmid: 23434482
48 Li  L, Fan  M, Brown  R C, Van Leeuwen  J H, Wang  J, Wang  W, Song  Y, Zhang  P. Synthesis, properties, and environmental applications of nanoscale iron-based materials: a review. Critical Reviews in Environmental Science and Technology, 2006, 36(5): 405–431
https://doi.org/10.1080/10643380600620387
49 Zhong  Y, Liang  X, Tan  W, Zhong  Y, He  H, Zhu  J, Yuan  P, Jiang  Z. A comparative study about the effects of isomorphous substitution of transition metals (Ti, Cr, Mn, Co and Ni) on the UV/Fenton catalytic activity of magnetite. Journal of Molecular Catalysis A Chemical, 2013, 372: 29–34
https://doi.org/10.1016/j.molcata.2013.01.038
50 Musata  V, Potecasua  O, Beleab  R, Alexandrua  P. Magnetic materials from co-precipitated ferrite nanoparticles. Materials Science and Engineering B, 2010, 167(2): 85–90
https://doi.org/10.1016/j.mseb.2010.01.038
51 Costa  R C C, Lelis  M F F, Oliveira  L C A, Fabris  J D, Ardisson  J D, Rios  R R V A, Silva  C N, Lago  R M. Novel active heterogeneous Fenton system based on Fe3−xMxO4 (Fe, Co, Mn, Ni): the role of M2+ species on the reactivity towards H2O2 reactions. Journal of Applied Physics, 2006, 129(1−3): 171–178
https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2005.08.028 pmid: 16298475
52 Ahalya  K, Suriyanarayanan  N, Ranjithkumar  V. Effect of cobalt substitution on structural and magnetic properties and chromium adsorption of manganese ferrite nanoparticles. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2014, 372: 208–213
https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2014.07.030
53 Yang  L X, Xu  Y B, Jin  R C, Wang  F, Yin  P, Li  G H, Xu  C P, Pan  L B. Nonstoichiometric M-ferrite porous spheres: preparation, shape evolution and magnetic properties. Ceramics International, 2015, 41(2): 2309–2317
https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2014.10.037
54 Bai  Y, Zhou  J, Gui  Z, Li  L. Phase formation process, microstructure and magnetic properties of Y-type hexagonal ferrite prepared by citrate sol−gel auto-combustion method. Materials Chemistry and Physics, 2006, 98(1): 66–70
https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2005.08.067
55 Tu  Y J, You  C F, Chang  C K, Wang  S L, Chan  T S. Arsenate adsorption from water using a novel fabricated copper ferrite. Chemical Engineering Journal, 2012, 198−199: 440–448
https://doi.org/10.1016/j.cej.2012.06.006
56 Hu  J, Lo  I M C, Chen  G. Fast removal and recovery of Cr(VI) using surface-modified jacobsite (MnFe2O4) nanoparticles. Langmuir, 2005, 21(24): 11173–11179
https://doi.org/10.1021/la051076h pmid: 16285787
57 Tu  Y J, You  C F, Chang  C K. Kinetics and thermodynamics of adsorption for Cd on green manufactured nano-particles. Journal of Hazardous Materials, 2012, 235−236: 116–122
https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2012.07.030 pmid: 22858129
58 Liang  X, He  Z, Wei  G, Liu  P, Zhong  Y, Tan  W, Du  P, Zhu  J, He  H, Zhang  J. The distinct effects of Mn substitution on the reactivity of magnetite in heterogeneous Fenton reaction and Pb(II) adsorption. Journal of Colloid and Interface Science, 2014, 426: 181–189
https://doi.org/10.1016/j.jcis.2014.03.065 pmid: 24863781
59 Horst  M F, Alvarez  M, Lassalle  V. Composites Magnetic Materials based on biopolymer and the application as heavy metal adsorbent in aqueous medium. In Argentinian Polymer Symposium, Buenos Aires, 2013, 1–4
60 Kumar Reddy  D H, Lee  S M. Three-dimensional porous spinel ferrite as an adsorbent for Pb(II) removal from aqueous solutions. Industrial & Engineering Chemistry Research, 2013, 52(45): 15789–15800
https://doi.org/10.1021/ie303359e
61 Ahalya  K, Suriyanarayanan  N, Sangeetha  S. Effect of pH and annealing temperatures on structural, magnetic, electrical, dielectric and adsorption properties of manganese ferrite nanoparticles. Materials Science in Semiconductor Processing, 2014, 27: 672–681
https://doi.org/10.1016/j.mssp.2014.08.009
62 Bradl  H B. Adsorption of heavy metal ions on soils and soils constituents. Journal of Colloid and Interface Science, 2004, 277(1): 1–18
https://doi.org/10.1016/j.jcis.2004.04.005 pmid: 15276031
63 Lou  J C, Chang  C K. Completely treating heavy metal laboratory waste liquid by an improved ferrite process. Separation and Purification Technology, 2007, 57(3): 513–518
https://doi.org/10.1016/j.seppur.2006.11.005
64 Stoyanova  M, Slavova  I, Christoskova  St, Ivanov  V. Catalytic performance of supported nanosized cobalt and iron−cobalt mixed oxides on MgO in oxidative degradation of Acid Orange 7 azo dye with peroxy-monosulfate. Applied Catalysis A, General, 2014, 476: 121–132
https://doi.org/10.1016/j.apcata.2014.02.024
65 Costa  R C C, Lelis  M F F, Oliveira  L C A, Fabris  J D, Ardisson  J D, Rios  R R, Silva  C N, Lago  R M. Novel active heterogeneous Fenton system based on Fe3−xMxO4 (Fe, Co, Mn, Ni): the role of M2+ species on the reactivity towards H2O2 reactions. Journal of Hazardous Materials, 2006, 129(1−3): 171–178
https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2005.08.028 pmid: 16298475
66 Nguyen  T D, Phan  N H, Do  M H, Ngo  K T. Magnetic Fe2MO4 (M:Fe, Mn) activated carbons: fabrication, characterization and heterogeneous Fenton oxidation of methyl orange. Journal of Hazardous Materials, 2011, 185(2−3): 653–661
https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2010.09.068 pmid: 20952129
67 Liang  X, Zhong  Y, He  H, Yuan  P, Zhu  J, Zhu  S, Jiang  Z. The application of chromium substituted magnetite as heterogeneous Fenton catalyst for the degradation of aqueous cationic and anionic dyes. Chemical Engineering Journal, 2012, 191: 177–184
https://doi.org/10.1016/j.cej.2012.03.001
68 Silva  G C, Ciminelli  V S T, Ferreira  A M, Pissolati  N C, Paiva  P R P, López  J L. Material A facile synthesis of Mn3O4/Fe3O4 superparamagnetic nanocomposites by chemical precipitation: characterization and application in dye degradation. Research Bulletin (Sun Chiwawitthaya Thang Thale Phuket), 2014, 49: 544–551
https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2013.09.039
69 Liang  X, He  Z, Zhong  Y, Tan  W, He  H, Yuan  P, Zhu  J, Zhang  J. The effect of transition metal substitution on the catalytic activity of magnetite in heterogeneous Fenton reaction: In interfacial view. Colloids and Surfaces. A, Physicochemical and Engineering Aspects, 2013, 435: 28–35
https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2012.12.038
70 Nicolás  P, Saleta  M, Troiani  H, Zysler  R, Lassalle  V, Ferreira  M L. Preparation of iron oxide nanoparticles stabilized with biomolecules: experimental and mechanistic issues. Acta Biomaterialia, 2013, 9(1): 4754–4762
https://doi.org/10.1016/j.actbio.2012.09.040 pmid: 23041785
71 Lassalle  V, Zysler  R, Ferreira  M L. Novel and facile synthesis of magnetic composites by a modified co-precipitation method. Materials Chemistry and Physics, 2011, 130(1−2): 624–634
https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2011.07.035
72 Soares  P I, Alves  A M R, Pereira  L C J, Coutinho  J T, Ferreira  I M M, Novo  C M M, Borges  J P. Effects of surfactants on the magnetic properties of iron oxide colloids. Journal of Colloid and Interface Science, 2014, 419: 46–51
https://doi.org/10.1016/j.jcis.2013.12.045 pmid: 24491328
73 Yu  W W, Falkner  J C, Yavuz  C T, Colvin  V L. Synthesis of monodisperse iron oxide nanocrystals by thermal decomposition of iron carboxylate salts. Chemical Communications, 2004, (20): 2306–2307
https://doi.org/10.1039/b409601k pmid: 15489993
74 Sharifabadi  M K, Tehrani  M S, Mehdinia  A, Azar  P A, Husain  S W. Fast removal of citalopram drug from waste water using magnetic nanoparticles modified with sodium dodecyl sulfate followed by UV-spectrometry. Journal of Chemical Health Risks, 2013, 3(4): 35–41
75 Ahmadi  R, Gu  N, Hosseini  H R M. Characterization of cysteine coated magnetite nanoparticles as MRI contrast agent. Nano Micro Letters, 2012, 4(3): 180–183
https://doi.org/10.1007/BF03353711
76 Tie  S L, Lin  Y Q, Lee  H C, Bae  Y S, Lee  C H. Amino acid coated nano-sized magnetite particles prepared by two-step transformation. Colloids and Surfaces. A, Physicochemical and Engineering Aspects, 2006, 273(1−3): 75–83
https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2005.08.027
77 Marinescu  G, Patron  L, Culita  D C, Neagoe  C, Lepadatu  C I, Balint  I, Bessais  L, Cizmas  C B. Synthesis of magnetite nanoparticles in the presence of aminoacids. Journal of Nanoparticle Research, 2006, 8(6): 1045–1051
https://doi.org/10.1007/s11051-006-9134-1
78 Adeli  M, Yamini  Y, Araji  M. Removal of copper, nickel and zinc by sodium dodecyl sulphate coated magnetite nanoparticles from water and wastewater samples. Arabian Journal of Chemistry, 2012, 
https://doi.org/10.1016/j.arabjc.2012.10.012
79 Faraji  M, Yamini  Y, Rezaee  M. Extraction of trace amounts of mercury with sodium dodecyle sulphate-coated magnetite nanoparticles and its determination by flow injection inductively coupled plasma-optical emission spectrometry. Talanta, 2010, 81(3): 831–836
https://doi.org/10.1016/j.talanta.2010.01.023 pmid: 20298861
80 Inbaraj  B S, Wang  J S, Lu  J F, Siao  F Y, Chen  B H. Adsorption of toxic mercury(II) by an extracellular biopolymer poly(gamma-glutamic acid). Bioresource Technology, 2009, 100(1): 200–207
https://doi.org/10.1016/j.biortech.2008.05.014 pmid: 18573656
81 White  B R, Stackhouse  B T, Holcombe  J A. Magnetic gamma-Fe2O3 nanoparticles coated with poly-l-cysteine for chelation of As(III), Cu(II), Cd(II), Ni(II), Pb(II) and Zn(II). Journal of Hazardous Materials, 2009, 161(2−3): 848–853
https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2008.04.105 pmid: 18571848
82 Zhang  Y R, Shen  S L, Wang  S Q, Huang  J, Su  P, Wang  Q R, Zhao  B X. A dual function magnetic nanomaterial modified with lysine for removal of organic dyes from water solution. Chemical Engineering Journal, 2014, 239: 250–259
https://doi.org/10.1016/j.cej.2013.11.022
83 Inbaraj  B S, Chen  B H. Dye adsorption characteristics of magnetite nanoparticles coated with a biopolymer poly(γ-glutamic acid). Bioresource Technology, 2011, 102(19): 8868–8876
https://doi.org/10.1016/j.biortech.2011.06.079 pmid: 21775135
84 Faraj  M, Yamini  Y, Tahmasebi  E, Salen  A, Nournohammadian  F. Cetyltimethyl ammonim bromide coated magnetite nanoparticles as highly efficient adsorbent for rapid removal of reactive dyes from the textile companies wastewaters. Journal of the Indian Chemical Society, 2010, 7: 130–144
85 Dalali  N, Khoramnezhad  M, Habibizadeh  M, Faraji  M. Magnetic removal of acidic dyes from waste waters using surfactant- coated magnetite nanoparticles: optimization of process by Taguchi method. In: Proceedings of International Conference on Environmental and Agriculture Engineering IPCBEE, 2011, 15: 89–94
86 Wei  S, Wang  Q, Zhu  J, Sun  L, Lin  H, Guo  Z. Multifunctional composite core-shell nanoparticles. Nanoscale, 2011, 3(11): 4474–4502
https://doi.org/10.1039/c1nr11000d pmid: 21984390
87 Fan  M D, Yuan  P, Bergaya  F, He  H, Chen  T, Zhu  J, Liu  D. Yuan  P, Bergaya  F, He  H P, Chen  T H, Zhu  J X, Liu  D. A critical textural evolution study of zerovalent iron/montmorillonite nanosized heterostructures under various iron loadings. Clays and Clay Minerals, 2011, 59(5): 490–500
https://doi.org/10.1346/CCMN.2011.0590506
88 Kang  K, Jang  M, Cui  M, Qiua  P, Park  B, Snyder  S A, Khim  J. Preparation and characterization of magnetic-core titanium dioxide: implications for photocatalytic removal of ibuprofen. Journal of Molecular Catalysis A Chemical, 2014, 390: 178–186
https://doi.org/10.1016/j.molcata.2014.03.023
89 Li  Y, Chu  J, Qi  J, Li  X. An easy and novel approach for the decoration of graphene oxide by Fe3O4 nanoparticles. Applied Surface Science, 2011, 257(14): 6059–6062
https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2011.01.127
90 Yu  F, Chen  J, Chen  L, Huai  J, Gong  W, Yuan  Z, Wang  J, Ma  J. Magnetic carbon nanotubes synthesis by Fenton’s reagent method and their potential application for removal of azo dye from aqueous solution. Journal of Colloid and Interface Science, 2012, 378(1): 175–183
https://doi.org/10.1016/j.jcis.2012.04.024 pmid: 22564767
91 Wang  Z, Guo  H, Yu  Y, He  N. Synthesis and characterization of a novel magnetic carrier with its composition of Fe3O4/carbon using hydrothermal reaction. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2006, 302(2): 397–404
https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2005.09.044
92 Chen  X, Lam  K F, Zhang  Q, Pan  B, Arruebo  M, Yeung  K L. Synthesis of Highly Selective Magnetic Mesoporous Adsorbent. Journal of Physical Chemistry C, 2009, 113(22): 9804–9813
https://doi.org/10.1021/jp9018052
93 Zhang  C, Sui  J, Li  J, Tang  Y, Cai  W. Efficient removal of heavy metal ions by thiol-functionalized super paramagnetic carbon nanotubes. Chemical Engineering Journal, 2012, 210: 45–52
https://doi.org/10.1016/j.cej.2012.08.062
94 Gong  J, Wang  X, Shao  X, Yuan  S, Yang  C, Hu  X. Adsorption of heavy metal ions by hierarchically structured magnetite-carbonaceous spheres. Talanta, 2012, 101: 45–52
https://doi.org/10.1016/j.talanta.2012.08.035 pmid: 23158289
95 Guo  X, Du  B, Wei  Q, Yang  J, Hu  L, Yan  L, Xu  W. Synthesis of amino functionalized magnetic graphenes composite material and its application to remove Cr(VI), Pb(II), Hg(II), Cd(II) and Ni(II) from contaminated water. Journal of Hazardous Materials, 2014, 278: 211–220
https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2014.05.075 pmid: 25016452
96 Bavio  M A, Lista  A G. Synthesis and characterization of hybrid-magnetic nanoparticles and their application for removal of arsenic from groundwater. The Scientific World Journal, 2013, 2013: 387458–387465
https://doi.org/10.1155/2013/387458 pmid: 24194679
97 Kim  B C, Lee  J, Um  W, Kim  J, Joo  J, Lee  J H, Kwak  J H, Kim  J H, Lee  C, Lee  H, Addleman  R S, Hyeon  T, Gu  M B, Kim  J. Magnetic mesoporous materials for removal of environmental wastes. Journal of Hazardous Materials, 2011, 192(3): 1140–1147
https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2011.06.022 pmid: 21752538
98 Girginova  P I, Daniel-da-Silva  A L, Lopes  C B, Figueira  P, Otero  M, Amaral  V S, Pereira  E, Trindade  T. Silica coated magnetite particles for magnetic removal of Hg2+ from water. Journal of Colloid and Interface Science, 2010, 345(2): 234–240
https://doi.org/10.1016/j.jcis.2010.01.087 pmid: 20202646
99 Atia  A A, Donia  A M, Al-Amrani  W A. Adsorption/desorption behavior of acid orange 10 on magnetic silica modified with amine groups. Chemical Engineering Journal, 2009, 150(1): 55–62
https://doi.org/10.1016/j.cej.2008.12.004
100 Wang  L, Li  J, Wang  Y, Zhao  L. Preparation of nanocrystalline Fe3−x LaxO4 ferrite and their adsorption capability for Congo red. Journal of Hazardous Materials, 2011, 196: 342–349
pmid: 21944701
101 Farrokhi  M, Hosseini  S C, Yang  J K, Shirzad-Siboni  M. Application of ZnO−Fe3O4 Nanocomposite on the removal of azo dye from aqueous solutions: kinetics and equilibrium studies. Water, Air, and Soil Pollution, 2014, 225(9): 2113–2118
https://doi.org/10.1007/s11270-014-2113-8
102 Pena-Pereira  F, Duarte  R M B O, Trindade  T, Duarte  A C. Determination of anionic surface active agents using silica coated magnetite nanoparticles modified with cationic surfactant aggregates. Journal of Chromatography. A, 2013, 1299: 25–32
https://doi.org/10.1016/j.chroma.2013.05.040 pmid: 23773585
103 Gu  L, Zhu  N, Guo  H, Huang  S, Lou  Z, Yuan  H. Adsorption and Fenton-like degradation of naphthalene dye intermediate on sewage sludge derived porous carbon. Journal of Hazardous Materials, 2013, 246−247: 145–153
https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2012.12.012 pmid: 23298740
104 Kerkez  O, Bayazit  S S. Magnetite decorated multi-walled carbon nanotubes for removal of toxic dyes from aqueous solutions. Journal of Nanoparticle Research, 2014, 16(6): 24–31
https://doi.org/10.1007/s11051-014-2431-1
105 Zhang  Z, Kong  J. Novel magnetic Fe3O4@C nanoparticles as adsorbents for removal of organic dyes from aqueous solution. Journal of Hazardous Materials, 2011, 193: 325–329
https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2011.07.033 pmid: 21813238
106 Do  M H, Phan  N H, Nguyen  T D, Pham  T T, Nguyen  V K, Vu  T T, Nguyen  T K. Activated carbon/Fe3O4 nanoparticle composite: fabrication, methyl orange removal and regeneration by hydrogen peroxide. Chemosphere, 2011, 85(8): 1269–1276
https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2011.07.023 pmid: 21840037
107 Masotti  A, Caporali  A. Preparation of magnetic carbon nanotubes (Mag-CNTs) for biomedical and biotechnological applications. International Journal of Molecular Sciences, 2013, 14(12): 24619–24642
https://doi.org/10.3390/ijms141224619 pmid: 24351838
108 Wu  H, Yin  J J, Wamer  W G, Zeng  M, Lo  Y M. Reactive oxygen species-related activities of nano-iron metal and nano-iron oxides. Journal of Food and Drug Analysis, 2014, 22(1): 86–94
https://doi.org/10.1016/j.jfda.2014.01.007 pmid: 24673906
109 Gómez Pastora  J, Bring  E, Ortiz  I. Recent progress and future challenges on the use of high performance magnetic nano-adsorbents in environmental applications. Chemical Engineering Journal, 2014, 256: 187–204
https://doi.org/10.1016/j.cej.2014.06.119
110 Garrido-Ramírez  E G, Theng  B K G, Mora  M L. Clays and oxide minerals as catalysts and nanocatalysts in Fenton-like reactions—A review. Applied Clay Science, 2010, 47(3−4): 182–192
https://doi.org/10.1016/j.clay.2009.11.044
111 Zhou  L, Gao  C, Xu  W. Magnetic dendritic materials for highly efficient adsorption of dyes and drugs. Applied Materials and Interfaces, 2010, 2(5): 1483–1491
https://doi.org/10.1021/am100114f pmid: 20459067
[1] Deyi Hou, Guanghe Li, Paul Nathanail. An emerging market for groundwater remediation in China: Policies, statistics, and future outlook[J]. Front. Environ. Sci. Eng., 2018, 12(1): 16-.
[2] Maocong Hu, Yin Liu, Zhenhua Yao, Liping Ma, Xianqin Wang. Catalytic reduction for water treatment[J]. Front. Environ. Sci. Eng., 2018, 12(1): 3-.
[3] Shraddha Khamparia,Dipika Kaur Jaspal. Adsorption in combination with ozonation for the treatment of textile waste water: a critical review[J]. Front. Environ. Sci. Eng., 2017, 11(1): 8-.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed