Nanosized magnetite in low cost materials for remediation of water polluted with toxic metals, azo- and antraquinonic dyes

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

References

[1] Järup L. Hazards of heavy metal contamination. British Medical Bulletin, 2003, 68(1): 167–182

[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

[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

[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

[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

[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

[9] Wei H, Wang E. Nanomaterials with enzyme-like characteristics (nanozymes): next-generation artificial enzymes. Chemical Society Reviews, 2013, 42(14): 6060–6093

[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

[11] Khajeh M, Laurent S, Dastafkan K. Nanoadsorbents: classification, preparation, and applications (with emphasis on aqueous media). Chemical Reviews, 2013, 113(10): 7728–7768

[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

[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

[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

[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

[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

[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

[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

[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

[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

[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

[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

[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

[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

[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

[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

[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

[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

[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

[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

[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

[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

[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

[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

[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

[40] Rongcheng W, Jiuhui Q. Removal of azo dye from water by magnetite adsorption-Fenton oxidation. Water Environment Research, 2004, 76(7): 2637–2642

[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

[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

[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

[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

[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

[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

[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

[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

[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

[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 Fe_3−xM_xO₄ (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

[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

[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

[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

[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

[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

[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

[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

[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

[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

[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

[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

[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

[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 Fe_3−xM_xO₄ (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

[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

[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

[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

[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

[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

[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

[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

[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

[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

[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

[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

[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, 

[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

[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

[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

[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

[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

[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

[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

[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

[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

[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

[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

[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

[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

[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

[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

[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

[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

[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

[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

[100] Wang L, Li J, Wang Y, Zhao L. Preparation of nanocrystalline Fe_3−x La_xO₄ ferrite and their adsorption capability for Congo red. Journal of Hazardous Materials, 2011, 196: 342–349

[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

[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

[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

[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

[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

[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

[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

[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

[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

[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

[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

Acknowledgements

The authors acknowledge the financial support of CONICET, the UNS (PGI 24/ZQ09) and the ANPCyT (PICT 2010-0788) (Argentina).

RIGHTS & PERMISSIONS

2014 Higher Education Press and Springer-Verlag Berlin Heidelberg