Abstract This study intends to develop novel two antimicrobial phenolic chitosan Schiff bases (I) and (II) via coupling of chitosan with Indole-3-carboxaldehyde and 4-dimethylaminobenzaldehyde, respectively, for boosting the antimicrobial activity of native chitosan. The alterations in the chemical structure and morphology of the Schiff bases were verified using FT-IR, electronic spectrum analysis, and SEM, whereas the thermal properties were investigated by TGA and DSC instruments. The results obtained from the potentiometric analysis referred that the degrees of substitution were 1.15 and 12.05% for Schiff bases (I) and (II), respectively. The antimicrobial activities of Schiff base (I) were significantly augmented more than Schiff base (II) and chitosan. Minimum inhibitory concentration (MIC) of Schiff base (I) was perceived at 50 µg/ml against tested microorganisms except for B . cereus and C . albicans . The highest concentration of Schiff base (I) could inhibit the growth of Gram-positive up to 99%. However, Schiff base (II) recorded the maximum inhibition rate versus Gram-positive approximately 82%. The cytotoxicity of the developed materials was estimated by MTT assay that substantiated their safety to fibroblast cells. The findings emphasized that the developed Schiff bases might be implemented as antimicrobial contenders to pure chitosan for treatments of wound infections.

The removal of organic contaminants from waterways is vital to the ecosystem. A novel MnFe2O4/CoNiFe-LTH/g-C3N4 catalyst was synthesized via self-assembly preparation and linked with H2O2 for the Fenton degradation of doxycycline (DXY). The MnFe2O4/CoNiFe-LTH/g-C3N4 was characterized using FTIR, XRD, XPS, VSM, SEM, GC-MS, and ICP-OES. Interestingly, the magnetically separable and high-stability catalyst achieved 89.11% DXY degradation, and 69.30% TOC removal efficiency within 60 and 120 min, respectively (at pH = 7.5, catalyst dosage= 0.01g, H2O2 = 400 ppm, T= 20 °C, and DXY concentration= 100 ppm). In addition, the synergistic effect of metal cations (Co, Ni, Fe, and Mn) triggered Fenton degradation through a continuous closed cycle of electrons. A pseudo-first-order kinetic model also fitted DXY degradation with MnFe2O4/CoNiFe-LTH/g-C3N4. Furthermore, the radical pathway mechanism was confirmed with XPS before and after degradation and with radical scavenging tests. The DXY degradation pathway was speculated by GC-MS analysis. Quantitative structure-activity relationship (QSAR) was applied to assess intermediates for developmental toxicity. The MnFe2O4/CoNiFe-LTH/g-C3N4 catalytic activity on H2O2 decomposition was determined via titrimetric analysis. Recycling tests and ICP-OES measurements were further used to investigate the catalyst's resilience and reusability. Besides, MnFe2O4/CoNiFe-LTH/g-C3N4 demonstrated a performance of 70% over eight catalytic degradation runs with minimal metal leaching. Eventually, MnFe2O4/CoNiFe-LTH/g-C3N4 is a viable catalyst for breaking down organic contaminants in wastewater.

Abstract Eco-friendly and renewable composite beads were constructed for efficient adsorptive removal of Cr (VI) ions. Attapulgite (ATP) clay decorated with cetylpyridinium bromide (CPBr) was impregnated into cellulose acetate (CA) beads, which were formulated through a simple and cost-effective solvent-exchange approach. FTIR, XRD, SEM, Zeta potential, and XPS characterization tools verified the successful formation of ATP–CPBr@CA beads. The composite beads displayed a spherical and porous shape with a positively charged surface (26.6 mV) at pH 2. In addition, higher adsorption performance was accomplished by ATP–CPBr@CA composite beads with ease of separation compared to their components. Meanwhile, equilibrium isotherms pointed out that the Langmuir model was optimal for describing the adsorption process of Cr (VI) with a maximal adsorption capacity of 302 mg/g. Moreover, the D–R isotherm model verified the physical adsorption process, while adsorption data obeyed the pseudo-second-order kinetic model. Further, XPS results hypothesized that the removal mechanism involves adsorption via electrostatic interactions, redox reaction, and co-precipitation. Interestingly, the ATP–CPBr@CA composite beads reserved tolerable adsorption characteristics with a maximum removal present exceeding 70% after reuse for seven successive cycles, proposing its feasible applicability as a reusable and easy-separable candidate for removing heavy metals from aquatic bodies.

Abstract In this study, the Cr(VI) metal ions have been removed from dichromate-contaminated water using a novel Azo Dye-Sulphonated Poly (glycidyl methacrylate) nano-composite adsorbent for the first time. Crystal violet Azo dye model (CV) has been immobilized onto nano-sulfonated Poly (glycidyl methacrylate) particles (SPGMA) through the adsorption process to obtain the novel crystal violet Azo Dye-Sulphonated Poly (glycidyl methacrylate) nano-composite adsorbent (CV-SPGMA). The effect of the adsorption conditions on the removal process of Cr (VI) metal ions such as dichromate concentration, adsorption time, temperature, pH, adsorbent dose, and finally agitation speed on the Cr(VI) metal ions removal was studied. The Cr(VI) metal ions removal process has been characterized using isotherms, kinetics, and thermodynamics models. The developed novel CV-SPGMA nano-composite adsorbent chemical structure and morphology were characterized using characterization tools such as FTIR, TGA, and SEM-EDAX analyses before and after the adsorption process. The developmentof the novel CV-SPGMA nano-composite adsorbent for the removal of Cr(VI) ions from dichromate-contaminated waters under mild adsorption conditions opens a new field of multiuse of the same adsorbent in the removal of more than one contaminant.

Abstract Worldwide industrialization has grown at a rapid pace, contaminating water resources, particularly with phenolic pollutants that pose a risk to aquatic systems and human health. The goal of this study is to create an inexpensive magnetic composite that can effectively remove nitrophenol (o-NP) using adsorptive means. In this instance, a nonanyl chitosan (N-Cs) derivative was synthesized and then combined with activated petroleum coke (AP-coke) and magnetic Fe 3 O 4 to boost its adsorbability towards o-NP and to facilitate its separation. Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffractometer (XRD), Vibrating sample magnetometer (VSM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and zeta potential were employed to characterize the magnetic composite. The experimental results indicated that the Fe 3 O 4 /AP-coke/N-Cs composite possesses a greater affinity toward o-NP with a maximal efficiency reached 88% compared to 22.8, 31.2, and 45.8% for Fe 3 O 4 , AP-coke and N-Cs, respectively. The equilibrium adsorption data coincided with the Langmuir, Freundlich, and Temkin isotherm models, with a maximum adsorption capacity of 291.55 mg/g at pH 6, whereas the pseudo second order kinetic model offered the best fit to the experimental data. Besides, the developed adsorbent preserved satisfactory adsorption characteristics after reuse for five successive cycles. The proposed adsorption mechanism involves the H-bonding, π-π interaction, hydrophobic interactions and electron donor-acceptor interactions. These findings hypothesize that the constructed magnetic composite could efficiently remove nitrophenols from polluted water with high performance and ease-separation.