جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه "فرایند فتوکاتالیستی" در نشریات گروه "پزشکی"
-
زمینه و هدف
آنتی بیوتیک ها جزو آلاینده های زیست محیطی دارای اثرات پایدار بوده و پس از مصرف، به ندرت در بدن به طور کامل متابولیزه شده و 90-30 درصد آن ها از طریق ادرار و مدفوع دفع و وارد محیط می گردد. مطالعه حاضر با هدف ارزیابی تجزیه آلاینده سفیکسیم توسط فتوکاتالیست Fe3O4@SiO2 @TiO2@rGO + UV در حضور پرسولفات (PS) از پساب سنتتیک انجام شد.
مواد و روش هافتوکاتالیست Fe3O4@SiO2@TiO2 (FS@T/rGO) به روش هم ترسیبی سنتز، و سپس بر روی اکسیدگرافن احیاء شده (rGO) تثبیت گردید. خصوصیات ساختاری فتوکاتالیست مغناطیسی با استفاده از تکنیک های FESEM، XRD، TEM، VSM، مورد ارزیابی قرار گرفت. تاثیر متغیرهایی مانند pH محلول، دوز کاتالیست، غلظت پرسولفات و غلظت اولیه آلاینده بر عملکرد فرآیند FS@T/rGO/PS/UV در تجزیه آلاینده سفیکسیم مورد بررسی قرار گرفت. پس از تعیین شرایط بهینه، تاثیر یون های مداخله گر و اسکاونجرها بر فرآیند و همچنین میزان بازیابی و استفاده مجدد از کاتالیست بررسی شد.
یافته هافتوکاتالیست سنتز شده دارای ویژ گی هایی از جمله خاصیت مغناطیسی بسیار عالی، ساختار کریستالی و نسبتا کروی در سایز نانو، خلوص بالا، خاصیت فتوکاتالیستی در هر دو محدوده فرابنفش و مرئی است. تحت شرایط بهینه (7-6.5 pH = ، mM2 = PS و دوز فتوکاتالیست= g/L0.1)، پس از گذشت 60 دقیقه زمان اکسیداسیون، آنتی بیوتیک سفیکسیم با غلظت mg/L50 و TOC به ترتیب با راندمان >98% و 55.7% حذف شدند. عملکرد فرآیند متاثر از حضور اسکاونجرهای آلی (TBA، NaN3، KI و CH3OH) و یون های مداخله گر (Cl-، SO4-2، NO3- و CO3-2) بود؛ بطوری که راندمان تجزیه آلاینده در حضور اسکاونجرهای آلی و یون های مداخله گر کاهش یافت. گونه های موثر واکنش شامل h+،1O2 ،OH• وSO4•− در تجزیه سفیکسیم توسط فرآیند فتوکاتالیستی در حضور PS بود. فتوکاتالیست سنتز شده قابلیت استفاده برای 4 مرحله متوالی را داشت و در مرحله چهارم، سفیکسیم با راندمان برابر با 70.1 درصد تجزیه گردید. رفتار تجزیه فتوکاتالیستی آنتی بیوتیک سفیکسیم در واحد زمان تابع مدل سینتیکی شبه درجه اول بود.
نتیجه گیریفرآیند فتوکاتالیستی FS@T/rGO/UV/PS با خصوصیاتی از جمله کارایی بالا در تجزیه آنتی بیوتیک، قابلیت جداسازی آسان و سریع، قابلیت معدنی سازی آلاینده، تولید محصولات جانبی با ساختار مولکولی ساده و عملکرد مناسب بر روی نمونه فاضلاب واقعی می تواند به عنوان یک روش مناسب جهت پس تصفیه فاضلاب صنعتی و همچنین پیش تصفیه به منظور کاهش بار آلی و افزایش تجزیه پذیری زیستی مورد استفاده قرار گیرد.
کلید واژگان: سفیکسیم, فرآیند فتوکاتالیستی, دی اکسید تیتانیوم, اکسیدگرافن, پرسولفاتBackgroundAntibiotics are among the environmental pollutants with stable effects during consumption, they are rarely completely metabolized in the body and 30-90% of them are excreted through urine and feces and enter into the environment. The present study was conducted to evaluate the degradation of cefixime pollutant by photocatalyst Fe3O4@SiO2@TiO2@rGO + UV in the presence of persulfate (PS) from synthetic wastewater.
MethodsFe3O4@SiO2@TiO2 (F@ST) photocatalyst was synthesized by co-precipitation method, and then fixed on reduced graphene oxide (rGO). The structural properties of magnetic photocatalyst were evaluated using FESEM, XRD, TEM, VSM techniques. The effect of variables such as solution pH, catalyst dosage, persulfate concentration and initial pollutant concentration on the performance of the FS@T/rGO/PS/UV process in the degradation of cefixime pollutant was investigated. After determining the optimal conditions, the influence of interfering ions and scavengers on the process, as well as the amount of recovery and reuse of the catalyst were investigated.
ResultsThe synthesized photocatalyst had features such as excellent magnetic properties, crystalline and relatively spherical structure in nano size, high purity, photocatalytic properties in both ultraviolet and visible ranges. Under optimal conditions (pH=6.5-7, PS= 2mM and photocatalyst dosage= 0.1 g/L), after 60 min of oxidation time, cefixime antibiotic with a concentration of 50 mg/L and TOC, respectively, with efficiency > 98% and 55.7% were removed. The performance of the process was affected by the presence of organic scavengers (TBA, NaN3, KI and CH3OH) and interfering ions (Cl-, SO4-2, NO3- and CO3-2); so that the pollutant degradation efficiency decreased in the presence of organic scavengers and interfering ions. The effective reaction species were included h⁺, 1O2, OH• and SO4•⁻ in the degradation of cefixime by photocatalytic process in the presence of PS. The synthesized photocatalyst could be used for 4 consecutive steps, and in the fourth step, cefixime was degraded with an efficiency of 70.1%. The behavior of the photocatalytic degradation of cefixime antibiotic per unit time was a function of the pseudo-first-order kinetic model.
Conclusion: FS@T/rGO/UV/PS photocatalytic process with features such as high efficiency in antibiotic degradation, easy and fast separation, pollutant mineralization, production of side products with simple molecular structure and good performance on the real wastewater sample could be used as a suitable method for industrial wastewater post-treatment as well as pre-treatment in order to reduce organic load and increase biodegradability.
Keywords: Cefixime, Photocatalytic Process, Titanium Dioxide, Graphene Oxide, Persulfate -
زمینه و هدف
پژوهش حاضر بررسی پارامترهای سینتیکی و ترمودینامیکی را در حذف یکی از مشتقات مهم فنولی (2-کلروفنول) توسط نانوکاتالیزور اکسید روی سنتز شده به روش سبز، طی فرآیندهای فتوکاتالیستی و سونوکاتالیستی مورد توجه قرار داده است.
روش کارمطالعه حاضر یک مطالعه تجربی است که در آزمایشگاه تحقیقاتی گروه شیمی دانشگاه آزاد اسلامی اردبیل انجام گرفت. به منظور بررسی کارایی فرآیندهای فتوکاتالیستی و اولتراسونیک در حذف 2-کلروفنول، ابتدا نانوکاتالیزور اکسید روی به روش سبز با استفاده از یک گونه گل کاغذی با نام Bougainvillea spectabilis تهیه گردید. پس از اطمینان از صحت سنتز به کمک فنآوری های مختلف، پارامترهای مهم تاثیر گذار در بازده حذف 2-کلروفنول، از قبیل غلظت، مقدار نانوکاتالیست، pH محلول، و دما مورد بررسی قرار گرفتند و مناسب ترین شرایط برای حذف در طی فرآیندهای فتوکاتالیستی و اولتراسونیک مشخص گردید.
یافته هاطیف حاصل از XRD تایید کننده سنتز نانوکریستال های اکسید روی می باشد. ماهیت شش گوش (هگزاگونال) یکنواخت نانوذرات اکسید روی (ZnO) با اندازه بین 12 الی 31 نانومتر با استفاده از تصاویرSEM و TEM مورد تایید قرار گرفت. آنالیز عنصری (EDX) مشخص کرد که نانوذرات خالص سنتز شده حاوی 94/74 درصد وزنی روی و 06/25 درصد وزنی اکسیژن است. بررسی حذف 2-کلروفنول از محلول آبی در شرایط تاریکی، نشان داد که فرآیند حذف به بهترین شکل از مدل ایزوترم لانگمویر و فروندلیچ پیروی کرده است. بررسی سینتیک حذف مشتق فنولی مورد مطالعه با ضریب رگراسیون خطی بالا، سینتیک شبه مرتبه دوم را برای فرآیند حذف 2-کلروفنول معرفی نمود.
نتیجه گیریبا توجه به پارامترهای ترمودینامیکی بدست آمده در این تحقیق، مقادیر منفی تغییرات انرژی آزاد گیبس (°GΔ) در تمامی دماهای مورد بررسی طی حذف 2-کلروفنول به روش فتوکاتالیستی و سونوکاتالیستی نشان داد که فرایند حذف خود به خودی میباشد. همچنین مثبت بودن تغییرات آنتالپی (°HΔ) طی فرآیند حذف توسط نانوذرات سنتزشده از گل کاغذی، گرماگیربودن فرآیند حذف را مشخص کرد. نتایج به دست آمده از مطالعه حاضر نشان داد که نانوذره سنتزشده می تواند برای حذف فتوکاتالیستی و اولتراسونیک 2-کلروفنول از محیط آبی به ترتیب با کارایی 21/90 و 54/82 درصد استفاده شود.
کلید واژگان: ترمودینامیک, سینیتیک, ترکیبات فنولی, نانوذرات, فرآیند فتوکاتالیستی, فرایند سونوکاتالیستیJournal of Health, Volume:13 Issue: 2, 2022, PP 223 -238Background & objectivesThe present study investigates the kinetic and thermodynamic parameters in removing one of the essential phenolic derivatives (2-chlorophenol) by zinc oxide nanocatalysts synthesized by the green method, during photocatalytic and sonocatalytic progress.
MethodsThe present study is an experimental study conducted in the research laboratory of the Department of Chemistry of Ardabil Islamic Azad University. In order to evaluate the efficiency of the photocatalytic and ultrasonic process in the removal of 2-chlorophenol, the first nanocatalyst was prepared by the green method using a paper flower species called Bougainvillea spectabilis. After ensuring the synthesis accuracy with the help of various technologies, essential parameters affecting the removal efficiency of 2-chlorophenol, such as concentration, amount of nanocatalyst, solution pH, and temperature, were investigated, and the most suitable conditions for removal during photocatalytic and ultrasonic processes were identified.
ResultsThe XRD spectrum confirms the synthesis of zinc oxide nanocrystals. The uniform hexagonal nature of ZnO nanoparticles with a size between 12 and 31 nm was confirmed using SEM and TEM images. Elemental analysis (EDX) showed that the synthesized pure nanoparticles contained 74.94 wt. % of zinc and 25.06 wt. % of oxygen. Examination of 2-chlorophenol removal from aqueous solution in dark conditions showed that the Langmuir and Freundlich isotherm models best follow the removal process. Investigation of the removal kinetics of the studied phenolic derivative with high line regression coefficient introduced pseudo-second-order kinetics for the removal process of 2-chlorophenol.
ConclusionAccording to the thermodynamic parameters obtained in this study, the negative values of Gibbs free energy changes (ΔG°) at all temperatures studied during the photocatalytic and sonocatalytic removal process showed that the removal reaction is spontaneous. Also, the positive enthalpy changes (ΔH°) during the removal process by the nanoparticles synthesized from the paper flower indicated that the removal process is endothermic. Our research showed that the synthesized nanoparticles could be used for photocatalytic and sonocatalytic removal of 2-chlorophenol from the aqueous medium with an efficiency of 90.21 and 82.54%, respectively.
Keywords: Thermodynamics, Kinetics, Phenolic Derivatives, Nanoparticles, Photocatalytic Process, Sonocatalytic Process -
زمینه و هدف
امروزه تولید پساب های حاوی ترکیبات دارویی، از جمله تتراسایکلین ها یکی از تهدیدات عمده محیط زیست و به خطر افتادن سلامتی انسان می باشند. بر این اساس، نیاز به یک سیستم کارآمد برای حذف این ترکیبات از محیط های آبی احساس می شود. لذا هدف از این تحقیق بهینه سازی و مدل سازی حذف آنتی بیوتیک تتراسایکلین با استفاده از نانوکاتالیست TiO2/N/S در حضور نور مریی در محلول های آبی بود.
روش بررسیدر این مطلعه تجربی که در سال 1398 انجام شد، ابتدا نسبت به سنتز نانوکاتالیست با روش سل ژل اقدام و سپس مشخصات آن با استفاده از آنالیزهای SEM، XRD ، EDS و BET مورد بررسی قرار گرفت. در مرحله دوم، با تغییر شرایط واکنش از قبیل تغییر دوز فتوکاتالیست سنتز شده(12/0)گرم در لیتر، غلظت تتراسایکلین(501)میلی گرم در لیتر، زمان واکنش(902)دقیقه و pH محلول(102) و با تابش نور مریی جهت حذف تتراسایکلین از پساب سنتتیک و تاثیر این متغیرها بر روی عملکرد فرایند به روش سطح پاسخ و با متدCCD و تعیین شرایط بهینه، بررسی سینتیک واکنش، میزان معدنی شدن تتراسایکلین و عملکرد فتوکاتالیست در تصفیه فاضلاب واقعی مورد ارزیابی قرار گرفت. تعیین میزان تتراسایکلین به روش فاز معکوس کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC) انجام شد. داده های جمع آوری شده با استفاده از آزمون آماری آنالیز واریانس تجزیه و تحلیل شدند.
یافته هاحداکثر راندمان حذف تتراسایکلین با این فرآیند در شرایط بهینه با pH برابر 6 و زمان 56 دقیقه و غلظت تتراسایکلین 13 میلی گرم در لیتر و مقدار کاتالیست 2/1 گرم بر لیتر 77 درصد بود. راندمان معدنی شدن آنتی بیوتیک تتراسایکلین در شرایط بهینه 47 درصد و مطالعه سینتیک نشان داد که داده ها به خوبی از مدل شبه درجه اول پیروی و این فرآیند تتراسایکلین را در فاضلاب بیمارستان امام سجاد(ع) یاسوج 72 درصد حذف کند.
نتیجه گیرینتایج نشان داد که کارایی فرایند فوتوکاتالیستیTiO2/N/S در معرض تابش نور مریی در حذف تتراسایکلین به دلیل عدم تولید محصولات جانبی و هم چنین محصولات نهایی معدنی(دی اکسید کربن و آب) به عنوان یک فرآیند مطلوب می باشد.
کلید واژگان: حذف تتراسایکلین, مطالعه سینتیک, فرایند فتوکاتالیستی, نور مرئی, کاتالیستArmaghane-danesh, Volume:27 Issue: 2, 2022, PP 241 -256Background & aimToday, the production of effluents containing medicinal compounds, including tetracyclines, is one of the major threats to the environment and endanger human health. Accordingly, the need for an efficient system to remove these compounds from aquatic environments is felt. Therefore, the aim of this study was to optimize and model the removal of tetracycline antibiotics using TiO2 / N / S nanocatalyst in the presence of visible light in aqueous solutions.
MethodsIn this experimental study conducted in 2019, nanocatalyst was synthesized by sol-gel method and then its characteristics were analyzed using SEM, XRD, EDS and BET analyzes. Secondly, by changing the reaction conditions such as changing the synthesized photocatalyst dose (0.1-2) g/l, antibiotic concentration (1-50) mg/l, reaction time (2-90) minutes and solution pH (2-10) and by visible light irradiation to remove tetracycline from synthetic effluent and the effect of these variables on process performance by response surface method and CCD method and determination of optimal conditions, investigation of reaction kinetics, tetracycline mineralization and photocatalyst performance in real wastewater treatment Was evaluated. Tetracycline was determined by reverse phase high performance liquid chromatography (HPLC). The collected data were analyzed using analysis of variance.
ResultsThe software has proposed a complete quadratic model as the best model, based on ANOVA analysis of variance. The maximum removal efficiency of tetracycline with this process in optimal conditions with a pH of 6 and a time of 56 minutes and a concentration of tetracycline of 13 mg/l was the catalyst value of 1.2 g/l was 77%. The mineralization efficiency of tetracycline antibiotics under optimal conditions was 47% and the kinetic study presented that the data followed the quasi-first-order model well and eliminate the tetracycline process in the wastewater of Imam Sajjad Hospital of Yasuj by 72%.
ConclusionThe results indicated that the efficiency of TiO2/N/S photocatalytic process exposed to visible light radiation in the removal of tetracycline due to lack of by-products as well as mineral end products (carbon dioxide and water) as a desirable process.
Keywords: Tetracycline removal, Kinetics study, Photocatalytic process, Visible light -
زمینه و هدف
فاضلاب صنعت داروسازی دارای آلودگی بالایی است که باید قبل از تخلیه به محیط زیست، تصفیه گردد. فرایندهای تلفیقی با استفاده از مکانیسم های مختلف بعنوان یکی از فرایندهای مثمر ثمر در تصفیه فاضلاب است. در این مطالعه از فرایند تلفیقی لجن فعال دارای بستر متحرک و فتوکاتالیستی در حضور نانوساختارهای Fe3O4/TiO2 استفاده شده است.
روش بررسیدر این مطالعه با استفاده از طراحی سطح پاسخ (Response Surface Methodology (RSM))، متغیرهای هر فرایند بهینه سازی شد. متغیرهای فرایند IFAS، غلظت اکسیژن محلول (Dissolved Oxygen (DO))، درصد پرشدگی مدیا (media filling)، زمان ماند هیدرولیکی (Hydraulic Retention Time (HRT)) و متغیرهای فرایند فتوکاتالیستی، pH فاضلاب، مقدار کاتالیست (catalyst dosage) و زمان واکنش (reaction time) مورد مطالعه و بهینه سازی قرار گرفتند.
یافته ها:
در شرایط بهینه فرایند IFAS، DO برابر mg/L 3، HRT برابر h 24 و media filling برابر 65 درصد، کارایی فرایند 59/15 درصد گزارش شد. با غلظت اولیه COD برابر mg/L 1725 و راندمان مذکور، غلظت COD پساب خروجی از واحد بیولوژیک mg/L 704 کاهش یافت. همچنین در فرایند فتوکاتالیستی، در شرایط بهینه، pH برابر 6/8، reaction time برابر min 105 و catalyst dosage برابر mg/L 60، کارایی فرایند 81 درصد تعیین شد که با در نظر گرفتن COD ورودی برابر mg/L 704، غلظت خروجی برابر mg/L 134 کاهش یافت.
نتیجه گیری:
بر اساس استانداردهای ارایه شده توسط سازمان حفاظت محیط زیست، پساب خروجی از این پساب را می توان بدون ایجاد مشکل، به محیط زیست تخلیه نمود.
کلید واژگان: فرایند بیولوژیکی بستر متحرک, فرایند فتوکاتالیستی, روش باکس بنکن, فاضلاب داروسازیBackground and ObjectivePharmaceutical wastewater has a high level of pollution load that should be treated before discharging to the environment. Integrated processes using different mechanisms are one of the most fruitful methods in wastewater treatment. In this study, combined Integrated Fixed Film Activated Sludge (IFAS) and photocatalytic processes are utilized using of Fe3O4/TiO2 nanocatalysts to decrease the COD value of pharmaceutical wastewater.
Materials and MethodsIn this study, the variables of each process are optimized using Response Surface Methodology (RSM). In the IFAS process, the variables were dissolved oxygen (DO), media filling percentage and hydraulic retention time (HRT); while in the photocatalytic process, the effects of pH of wastewater, catalyst dose and reaction time were investigated.
ResultsIn optimal conditions (DO 3 mg/L, HRT 24 h and media filling percentage 65%), COD removal rate was obtained 59.15%. With the initial concentration of 1725 mg/L COD and the mentioned efficiency, the concentration of COD in the effluent diminished to 704 mg/L. However, in the photocatalytic process, during optimal conditions (pH 6.8, reaction time 105 min and catalyst dose 60 mg/L), The efficiency of the process was determined 81%, which by considering the input COD (704 mg/L), the output concentration was reduced to 134 mg/L.
ConclusionAccording to the standards provided by the Environmental Protection Agency (EPA), the effluent from the combined process can be discharged into the environment.
Keywords: Moving bed biological process, Photocatalytic process, Box-Banken design, Pharmaceutical wastewater -
زمینه و هدف
آنتیبیوتیکها جزو آلایندههای زیستمحیطی دارای اثرات پایدار هستند. هدف از این پژوهش تعیین راندمان حذف آنتیبیوتیک سفیکسیم از محلولهای آبی توسط فرآیند فتوکاتالیستی پرتوی فرابنفش و نانو ذرات TiO2 مغناطیسی با ساختار پوسته/هسته است.
روش کاراین مطالعه از نوع مطالعات تجربی–آزمایشگاهی محسوب میشود. متغیرهای موردنظر شامل pH (9-5)، غلظت آلایندهmg/L 10-2، غلظت فتوکاتالیست (g/L 5-5/0) بررسی شدند. فاضلاب سنتتیک برای هر مرحله از آزمایش به حجم یک لیتر بود. کلیه آزمایشها در رآکتور استیل ضدزنگ با جریان برگشتی انجام شد. زمان نمونهگیری برای کلیهی متغیر یکسان بود. برای تعیین راندمان حذف آنتیبیوتیک سفیکسیم از دستگاه HPLC استفاده گردید. فتوکاتالیست سنتز شده با استفاده از آنالیزهای SEM، XRD، VSM مورد ارزیابی قرار گرفت.
یافته هانتایج آنالیز مشخصات فیزیکی نشان داد که نانو ساختار مغناطیسی هسته/پوسته TiO2 دارای اندازه متوسط nm 10 بوده است. فرآیند فتو کاتالیستی پرتوی فرابنفش و نانو ذرات Tio2 مغناطیسی با ساختار پوسته/هسته قادر به حذف 100% آلاینده سفیکسیم (غلظت mg/L 2 در مدت 25 دقیقه در 6=pH و با غلظت کاتالیست g/L 4) صورت گرفت. بررسی مدلهای سنیتیکی نشان داد که روند حذف فتوکاتالیستی سفیکسیم از مدل درجه اول پیروی میکند.
نتیجه گیرینتایج این پژوهش نشان داده است که فرآیند فتو کاتالیستی پرتوی فرابنفش و نانو ذرات TiO2 مغناطیسی با ساختار پوسته/هسته بهطور بسیار موثر میتواند در حذف کامل سفیکسیم از محیطهای آبی به کار رود.
کلید واژگان: اکسیداسیون پیشرفته, فرآیند فتوکاتالیستی, سفیکسیم, نانو ذرات TiO2 مغناطیسی با ساختار پوسته, هستهBackground & ObjectiveAntibiotics are considered among the pollutants in water environments with stable effects. This study aimed to investigate the efficiency of photocatalytic process using core-shell TiO2 under ultraviolet radiation for the removal of Cefixime antibiotic from aqueous solutions.
Materials and methodsThis study was conducted in an experimental-laboratory scale. The effect of factors such as pH (5, 6, 7, 8 and 9), initial concentrations of Cefixime (2-10 mg/L) and concentrations of catalyst (0.5-5 g/L) was surveyed. Sample volume for every step of the experiments was 1000 ml. A batch stainless steel 3L photo catalytic reactor was designed. The synthesized catalyst was characterized by SEM ، XRD and VSM Methods.
ResultsPhysical characteristics of the Fe3O4/SiO2/TiO2 revealed that the catalyst particles had the average size of 10 nm. The photocatalytic degradation of Cefixime with UV+ Fe3O4/SiO2/TiO2 in the optimal condition was 100% (pH =6, retention time= 25 min, Cefixime concenteration= 2 mg/L catalyst dosage= 4 g/L). Synthetic models showed that the process of photocatalytic removal of Cefixime followed the first-order model.
ConclusionThe results of this study suggested that UV+ Fe3O4/SiO2/TiO2 process is very effective method for the complete removal of Cefixime antibiotic from aqueous solutions.
Keywords: Advanced oxidation, Photocatalytic processes, Cefixime, Magnetic TiO2 nanoparticles core, shell -
مقدمهمصرف زیاد آنتی بیوتیک ها از جمله مترونیدازول، باعث شده است که آن ها به طور پیوسته به محیط زیست وارد شوند؛ در حالی که فرایندهای تصفیه متداول قادر به حذف آن ها نیست. در نتیجه، در محیط تجمع می یابند و منجر به بروز مخاطرات بهداشتی پیش بینی نشده بر سلامت انسان و اکوسیستم می شود. در سال های اخیر، فرایندهای اکسیداسیون پیشرفته به عنوان یک تکنولوژی موثر جهت تخریب آلاینده ها از محیط آبی معرفی شده است. پژوهش حاضر با هدف بررسی کارایی کاتالیست تیتانیوم دی اکساید- کربن نیترید گرافیتی (Graphitic carbon nitride-TiO2 یا g-C3N4-TiO2) در حذف مترونیدازول از محیط های آبی صورت گرفت.روش هادر این مطالعه بنیادی- کاربردی، ابتدا کاتالیست g-C3N4-TiO2 سنتز گردید. جهت تعیین مشخصات نانوکامپوزیت، از آزمایش های میکروسکوپ الکترونی روبشی (Scanning electron microscope یا SEM) ، Energy Dispersive X-ray (EDX) و طیف سنجی انعکاسی انتشاری (Diffuse reflectance spectroscopy یا DRS) استفاده شد. سپس تاثیر شاخص هایی مانند مقدار g-C3N4 در ترکیب کاتالیست g-C3N4-TiO2، غلظت اولیه مترونیدازول (10، 15 و 20 میلی گرم بر لیتر) ، pH (4، 7 و 10) و میزان معدنی سازی مورد بررسی قرار گرفت.یافته هاکاتالیست TC3 راندمان تجزیه فتوکاتالیستی بیشتری را در تخریب مترونیدازول نشان داد. حداکثر کارایی فرایند در شرایط بهینه شامل غلظت اولیه مترونیدازول
10 میلی گرم بر لیتر، 10 = pH و زمان تماس 360 دقیقه بود که 83 درصد به دست آمد.نتیجه گیریفرایند فتوکاتالیستی بر پایه کاتالیست g-C3N4-TiO2، روش موثری جهت حذف مترونیدازول از محیط آبی می باشد و کاربرد g-C3N4 به طور موثری فعالیت فتوکاتالیستی TiO2 را افزایش می دهد.کلید واژگان: مترونیدازول, فرایند فتوکاتالیستی, کربن نیترید گرافیتی, تیتانیوم دی اکسایدBackgroundThrough the widespread use of antibiotics including metronidazole, they are continuously released to the environment, while traditional treatment processes unable to remove them. Therefore, they are accumulated in the environment and led to unpredictable risks to human health and ecosystem. In recent years, advanced oxidation processes have been introduced as effective technology for the destruction of pollutants from the aquatic environment. The aim of this study was to evaluate the efficiency of catalyst g-C3N4-TiO2 in the removal of metronidazole from aqueous environment.MethodsIn this fundamental-applied study, the catalyst g-C3N4-TiO2 was first synthesized. The SEM, EDX and DRS analysis were used to determine the characteristics of the nanocomposite. Then, the effect of factors such as the content of g-C3N4 in the structure g-C3N4-TiO2 catalyst, the initial concentration of metronidazole (10, 15, and 20 mg/l), pH (4, 7, and 10) were investigated. Finally, the mechanism of function of synthesis photocatalyst was investigated by conducting in the presence of radical scavenger agents experiments. Findings: Based on the results of this study, catalyst TC3 shows more photocatalytic degradation efficiency mineralization. Maximum efficiency of this process at optimal conditions (pH=10, C0=10 mg l-1) after 360 minutes was 83%.ConclusionThe results of this study showed that the photocatalytic process based on catalyst g-C3N4-TiO2 is an effective method for removing metronidazole from the aqueous environment, and the use of g-C3N4 effectively enhances the photocatalytic activity of TiO2.Keywords: Metronidazole, Photocatalytic process, g-C3N4, Titanium dioxide -
مقدمهورود پیوسته آنتی بیوتیک ها از جمله آموکسی سیلین به محیط زیست، باعث ایجاد مخاطرات بهداشتی بالقوه به ویژه ایجاد مقاومت در میکروارگانیسم های بیماری زا خواهد شد. در سال های اخیر، تلاش های فروانی توسط محققان برای توسعه روش هایی که منجر به تخریب آنتی بیوتیک ها شود، صورت گرفته است که از آن جمله می توان به فرایندهای فتوکاتالیستی بر پایه TiO2 اشاره نمود. پژوهش حاضر با هدف بررسی کارایی کاتالیست Bi2O3-TiO2 در حذف آموکسی سیلین از محیط های آبی انجام گردید.روش هادر این مطالعه بنیادی- کاربردی، ابتدا کاتالیست Bi2O3-TiO2 به روش هیدروترمال سنتز شد. جهت تعیین مشخصات نانوکامپوزیت، از آزمایش های میکروسکوپ الکترونی روبشی (Scanning electron microscope یا SEM) ، طیف سنجی پراش انرژی پرتوی X (Energy-dispersive X-ray spectroscopy یا EDX) و طیف سنجی بازتابشی انتشاری (Diffuse reflectance spectroscopy یا DRS) استفاده گردید. سپس تاثیر شاخص هایی مانند مقدار بیسموت در ترکیب Bi2O3-TiO2، مقدار pH (3 تا 11) ، غلظت اولیه آموکسی سیلین (10، 15 و 20 میلی گرم بر لیتر) و میزان معدنی سازی مورد بررسی قرار گرفت.یافته هاکاتالیست BT5، راندمان تخریب فتوکاتالیستی بیشتری را برای آموکسی سیلین نشان داد. میزان pH و غلظت آموکسی سیلین بهینه در این فرایند به ترتیب 11 و
10 میلی گرم بر لیتر تعیین گردید. حداکثر کارایی فرایند در شرایط بهینه پس از زمان تماس 120 دقیقه، 85 درصد به دست آمد.نتیجه گیریفرایند فتوکاتالیستی بر پایه کاتالیست Bi2O3-TiO2 نسبت به TiO2، روش موثری جهت حذف آموکسی سیلین از محیط آبی می باشد (05/0 < P) و کاربرد Bi2O3 به طور موثری فعالیت فتوکاتالیستی TiO2 را در نور مرئی افزایش می دهد.کلید واژگان: آموکسی سیلین, فرایند فتوکاتالیستی, دی اکسید تیتانیوم, بیسموت, نور مرئیBackgroundThe continuous introduce of antibiotics, including amoxicillin into the environment, has created potential health risks, especially resistance to pathogenic microorganisms. In recent years, several efforts have been made by researchers to develop methods that lead to the destruction of antibiotics, including photocatalytic processes based on TiO2. The aim of this study was to evaluate the efficiency of catalyst Bi2O3-TiO2 in the removal of amoxicillin from aqueous environment.MethodsIn this fundamental-applied study, the catalyst Bi2O3-TiO2 was first synthesized by hydrothermal method. The SEM, EDX and DRS analysis were used to determine the characteristics of the nanocomposite. Then, the effect of factors such as the content of bismuth in the Bi2O3-TiO2, the initial concentration of amoxicillin (10, 15, and 20 mg L-1), pH (3 to 11), and mineralization rate were investigated. Findings: Based on the results of this study, catalyst BT-5%, show more photocatalytic degradation efficiency of amoxicillin under visible light irradiation. The optimum pH and amoxicillin concentration in this process were determined 11 and 10 mg L-1 reapectively. Maximum efficiency thise process at optimal conditions after 120 minutes was 85%.ConclusionThe results of this study showed that the photocatalytic process based on Bi2O3-TiO2 compared to pure TiO2 is an effective method for removing amoxicillin from the aqueous environment(p > 0.05), and the use of Bi2O3 will effectively increase the photocatalytic activity of TiO2 in visible light.Keywords: Amoxicillin, Photocatalytic process, Titanium dioxide, Bismuth, Visible light -
اهداف پساب های حاصل از صنایع نساجی به دلیل اینکه حاوی آلاینده های آلی رنگ زاها هستند، منبع عمده آلودگی محیط زیست از نظر طیف وسیع آلاینده ها و پیچیدگی ساختار هستند. هدف این پژوهش تعیین کارایی فرایند فتوکاتالیستی نور خورشید در حذف رنگ زای اسید بلاک یک از محیط آبی با استفاده از نانو ذرات اکسید روی سنتزشده است.
مواد و روش ها این تحقیق مطالعه ای نیمه تجربی و آزمایشگاهی است. ابتدا سنتز نانو ذرات در آزمایشگاه انجام و به منظور تعیین مشخصات آزمایش ها SEM و توزیع اندازه ذرات و XRD انجام شد. سپس pH بهینه تعیین گردید. در ادامه با نگه داشتن pH بهینه تاثیر غلظت پراکسید هیدروژن و غلظت نانوذره و غلظت های مختلف رنگ زا بررسی شدند.
یافته ها نتایج نشان داد کارایی حذف فرایند در 4=pH حداکثر و برابر 1/15درصد است. بهترین عملکرد حذف رنگ در غلظت 5 میلی گرم در لیتر به دست آمد. حداکثر و حداقل عملکرد حذف رنگ اسید بلاک یک به ترتیب در غلظت های 30 و 5 میلی مولار بر لیتر از پراکسید هیدروژن حاصل شد.
نتیجه گیری فرایند نانو فتوکاتالیستی روشی بسیار کارآمد برای حذف رنگ زا در محلول های آبی است. این روش مواد آلی را به موادی با میزان سم کمتر تبدیل می کند. همچنین انرژی استفاده شده در این فرایند نور خورشید است که به صورت طبیعی در دسترس است.کلید واژگان: اسید بلاک یک, فرایند فتوکاتالیستی, پساب فاضلاب, حذف رنگBackground Wastewater from textile dyes, which contain organic pollutants, is a major source of environmental contamination. This study aimed to determine the efficiency of the photo-catalytic process of ZnO nanoparticles in removing Acid Black 1 from aqueous solutions.
Methods & Materials This study was quasi-experimental. The nanoparticles were synthesized in the laboratory. To determine their characteristics some tests, including SEM, XRD and particle size distribution were done. The optimum pH was determined in the test, then, by maintaining the optimum pH, hydrogen peroxide concentration, dye concentration and different concentrations of nanoparticles were studied.
Results The results showed that the removal efficiency of this process is maximum at pH=4 and equals to 1.15%. The best color removal efficiency was obtained at a concentration of 5 mg/l. The maximum and minimum removal efficiency as a color block acid were obtained at a concentration of 30 and 5 Mmol/mL of hydrogen peroxide, respectively.
Conclusion Nano-photo catalytic process is a highly efficient method for the removal of dyes in aqueous solutions. In this process, organic materials are converted into less toxic substances also the energy of sunlight, which is used in this process is normally availableKeywords: Acid black 1, Photo catalyst, Effluent -
سابقه و هدفآنیلین به طور گسترده ای به عنوان ماده خام در بسیاری از صنایع شیمیایی استفاده می شود. ازاین رو هدف از این پژوهش، بررسی کارایی حذف آنیلین از محلول های آبی با استفاده از فرایند فتوکاتالیستی نانو ذرات اکسید منیزیم بود.مواد و روش هامطالعه حاضر به صورت تجربی – آزمایشگاهی در یک راکتور ناپیوسته با حجم 2 لیتر تحت تاثیر پارامترهای pH محلول (11-3)، دوز نانو ذره (1-1/0 گرم در لیتر)، زمان واکنش (15 تا 120 دقیقه)، غلظت اولیه آنیلین (5 تا 250 میلی گرم در لیتر) و توان لامپ (8، 15 و 30 وات) جهت بررسی راندمان حذف آنیلین انجام پذیرفت. غلظت باقیمانده آنیلین، با استفاده از روش اسپکتروفتومتری در حداکثر طول موج 198 نانومتر موردسنجش قرار گرفت.یافته هانتایج نشان داد که فرایند فتوکاتالیستی در حضور نانو ذرات اکسید منیزیم می تواند به طور موثری منجر به حذف آنیلین از پساب گردد. pH و دوز نانو ذرات اکسید منیزیم بهینه برای لامپ های 8، 15 و 30 وات به ترتیب 7 و 6/0 گرم در لیتر، 7 و 4/0 گرم در لیتر و 7 و 4/0 گرم در لیتر به دست آمد و در زمان بهینه 30 دقیقه راندمان حذف با افزایش غلظت آنیلین کاهش پیداکرد. تحت شرایط بهینه غلظت 5 میلی گرم در لیتر آنیلین و زمان واکنش 30 دقیقه راندمان حذف 63/90 درصد و راندمان CODمعادل 02/87 درصد به دست آمد.
استنتاج: فرایند فتوکاتالیستی نانوذره اکسید منیزیم می تواند به عنوان یک روش موثر و کارآمد برای حذف آلاینده آنیلین از محلول های آبی مورد استفاده قرار گیرد.کلید واژگان: نانو ذرات اکسید منیزیم, فرآیند فتوکاتالیستی, آنیلین, پرتو فرابنفشBackground andPurposeAniline is widely used as raw material in many chemical industries. The aim of this study was to survey the photocatalytic degradation of aniline using magnesium oxide nanoparticles from aqueous solutions.Materials And MethodsAn experimental study was carried out in a 2 L volume batch reactor. Various parameters such as pH (3-11), dose of nanoparticles (0.1-1), contact time (15-120 min), initial aniline concentration (5-250 mg/L) and irradiation source power (8, 15 and 30 W) were investigated. The concentration of residual aniline was measured by UV spectrophotometer at λmax of 198 nm.ResultsThe results showed that photocatalytic process of nMgO could effectively remove aniline from effluent. The optimal solution pH and dose of nanoparticles for 8 W, 15 W and 30 W UVA lamp were 7.0 and 0.6 g/L, 7 and 0.4 g/L, and 7 and 0.4 g/L, respectively. In 30 min optimum contact time the photocatalytic degradation efficiency decreased when the concentration of aniline was increased. In optimum conditions (5 mg/L of aniline and 30 min reaction time) the aniline removal efficiency was 90.63 % and COD removal was 87.02%.ConclusionThe photocatalytic process of nMgO can be used as a suitable technique for aniline removal from aqueous solutions.Keywords: MgO nanoparticles, photocatalytic processes, aniline, ultraviolet radiation -
سابقه و هدفدر میان مواد شیمیایی متعدد مورد استفاده در بخش کشاورزی، 2، 4- دی کلرو فنوکسی استیک اسید (D-2،4) به طور گسترده ای برای کنترل علف های هرز مورد استفاده قرار می گیرد. این علف کش به عنوان یک آلاینده سرطان زا و با سمیت بالا در نظر گرفته می شود که به دلیل پایداری بیولوژیکی و شیمیایی آن، تجزیه این آلاینده بسیار مشکل است. لذا این مطالعه با هدف تجزیه فتوکاتالیستی علف کش D-2،4 با استفاده از نانوذرات اکسید ایندیوم در حضور نور ماوراء بنفش انجام شد.مواد و روش هااین تحقیق در مقیاس آزمایشگاهی و در سیستم ناپیوسته انجام شد. اثر پارامترهای عملیاتی نظیر pH (2-11)، زمان تماس (5-240 دقیقه)، دوز کاتالیست (2-1/0 گرم بر لیتر) و غلظت اولیه علف کش (5-40 میلی گرم بر لیتر) بر راندمان فرآیند مورد بررسی قرار گرفت. داده های فرآیند با مدل سینتیکی شبه درجه یک تطبیق داده شدند.یافته هاافزایش pH و غلظت اولیه علف کش منجر به کاهش راندمان تجزیه شد و افزایش زمان تماس و دوز فتوکاتالیست سبب افزایش راندمان تجزیه شد. بهترین راندمان معادل 70 درصد، در pH برابر با 3، دوز کاتالیست 1 گرم بر لیتر، زمان تماس 120 دقیقه و غلظت اولیه علف کش 5 میلی گرم بر لیتر حاصل شد. داده های فرآیند به خوبی از سینتیک شبه درجه یک پیروی می کنند (R2=0.915).
استنتاج: نتایج این مطالعه نشان داد که فرآیند فتوکاتالیستی با استفاده از نانوذرات اکسید ایندیوم در حضور نور ماوراء بنفش راندمان نسبتا مناسبی برای تجزیه علف کش D-2،4 دارد.کلید واژگان: تجزیه علف کش, فرآیند فتوکاتالیستی, نانوذرات اکسید ایندیوم, 2, 4, دی کلرو فنوکسی استیک اسیدBackground andPurposeAmong the numerous chemicals utilized in agriculture, 2,4-Dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) is widely used to control weeds. This herbicide is considered as a carcinogen and high toxic pollutant which is very difficult to remove due to its biological and chemical stability. This study aimed at photocatalytic degradation of 2,4-D using indium oxide nanoparticles in the presence of ultraviolet light.Materials And MethodsThis study was carried out in bench scale and batch system. The effect of operating parameters such as pH (2-11), contact time (5-240 min), catalyst dose (0.1-2 g/l) and initial concentration of herbicide (5-40 m/l) on the efficiency of the process were studied. The experimental data were fitted to a pseudo-first-order kinetic model.ResultsIncreasing the pH and initial concentration of herbicide led to reduced efficiency while increasing the contact time and catalyst dose increased the efficiency. The best result (70% efficiency) was achieved at pH 3, 1 g/l catalyst dose, 120 min contact time, and 5 mg/l initial concentration. The process data well followed the pseudo-first-order kinetic model (R2 = 0.915).ConclusionThe results demonstrated that the photocatalytic process using indium oxide nanoparticles in the presence of ultraviolet light have a relatively good efficiency in removing 2,4-D.Keywords: herbicide removal, photocatalytic process, Indium nanoparticle, 2, 4, Dichlorophenoxyacetic acid -
اهداففرآیند فتوکاتالیستی خورشیدی فرآیند اکسیداسیون پیشرفته ای است و کاربردهای زیادی در کاهش آلاینده های محیطی دارد و طیف وسیعی از آلاینده های آلی و عوامل میکروبی بیماریزا را با کارآیی مطلوبی به طور کامل تجزیه می نماید. این پژوهش با هدف تعیین کارآیی فرآیند فتوکاتالیستی در حذف آلودگی میکروبی پساب خروجی تصفیه خانه کارخانه لبنیات بهشیران شهر گناباد انجام شد.مواد و روش هااین مطالعه به صورت مقطعی و در فصل بهار و تابستان سال 1394 انجام و نمونه ها از پساب خروجی تصفیه خانه کارخانه لبنیات بهشیران شهر گناباد تهیه شد. فرآیندها به صورت فتولیز با استفاده از نور متمرکزشده خورشید (P1)، فتوکاتالیستی در مواجهه با نور متمرکزشده خورشید (P2)، فتوکاتالیستی در مواجهه با نور معمولی خورشید (P3) و فتولیز با نور معمولی خورشید (P4) انجام شد. داده های حاصل از این مطالعه در نرم افزار SPSS 20 وارد شدند و برای تجزیه و تحلیل داده از آزمون آماری آنالیز واریانس استفاده شد.یافته هاهر چه از فصل بهار به سمت فصل تابستان نزدیک شدیم، شدت تابش خورشید، UV و IR بیشتر شد؛ در مورد اشعه UV این تغییر بیشتر دیده شد. با استفاده از نور خورشید متمرکزشده، راندمان حذف میکروبی به طور قابل ملاحظه ای افزایش یافت، به طوری که در فرآیندهای P2 و P3 بین شدت تابش و راندمان حذف میکروبی ارتباط معنی داری مشاهده شد.نتیجه گیریاستفاده از نور خورشید متمرکزشده در مقایسه با نور خورشید معمولی به طور قابل ملاحظه ای باعث کاهش بار میکروبی شده و از طرفی در فرآیند فتوکاتالیستی وجود نانوذرات TiO2 باعث افزایش سرعت گندزدایی می شود.کلید واژگان: فتولیز, فرآیند فتوکاتالیستی, باکتری بیماریزا, گندزداییAims: As a highly developed oxidation process, the solar photo-catalytic process is highly used to reduce the environmental pollutants. In addition, it most sufficiently analyzes many organic pollutants and pathogenic microbial agents, completely. The aim of this study was to determine the efficiency of the photo-catalytic process in the removal of microbial pollutant of the refinery wastewater of Gonabad Behshiran Dairy Factory.Materials and MethodsIn the cross-sectional study, samples of the refinery wastewater of Gonabad Behshiran Dairy Factory were prepared in spring and summer 2015. The processes were photolysis through concentrated sun light (P1), photo-catalytic at the presence of concentrated sun light (P2), photo-catalytic at the presence of normal sun light (P3), and photolysis with normal sun light (P4). Data was analyzed by SPSS 20 software using ANOVA.
Findings: Passing from spring to summer, there were increases in the intensity of solar radiation, UV, and IR, while there was more change in UV. Using concentrated sun light, microbial removal efficiency hugely increased in such a way that there was a significant correlation between radiation intensity and microbial removal efficiency in P2 and P3 processes.ConclusionCompared to normal sun light, the concentrated sun light considerably reduces microbial load. In addition, TiO2 Nano-particles in photo-catalytic process lead to a higher disinfection rate.Keywords: Photolysis, Photo, catalytic Process, Pathogenic Bacteria, Disinfection -
زمینه و هدفرنگها علاوه بر اثرات منفی بر جنبه های زیباشناختی محیط، اثرات منفی بیولوژیک و شیمیایی جدی بر محیط زیست دارند. هدف از این تحقیق تعیین کارایی فرایند فتوکاتالیستی نانوذرات اکسید روی سنتز شده با روش هیدروترمال در حذف رنگزای اسید رد 18 از محیط آبی میباشد.روش کارابتدا طراحی و ساخت راکتور و منبع تابش صورت گرفت. سپس نانوذرات اکسید روی در آزمایشگاه سنتز و آماده گردید. انجام آزمایشات با تعیین pH اپتیمم در شرایط ثابت با pHهای (4، 7 و 10) با زمان تماس (10، 20، 30، 45 و 60) انجام شد. در ادامه با نگه داشتن pH اپتیمم تاثیر غلظت اولیه نانوذره (25/0، 5/0، 1، 2 و 3) گرم در لیتر و غلظتهای مختلف رنگزای اسیدی قرمز 18 (10، 25، 50، 100 و 200) میلی گرم در لیتر مورد بررسی قرار گرفت.یافته هانتایج نشان داد که کارایی حذف رنگزای اسیدی قرمز 18 در فرآیندهای مورد مطالعه با pH اسیدی افزایش یافته به گونه ای که به ترتیب در pH اسیدی و قلیایی کارایی 83 و 1/59% را داشته است. همچنین مشخص شد که با کاهش غلظت اولیه رنگزا، افزایش زمان تماس و غلظت نانوذره، کارایی حذف افزایش یافت.نتیجه گیریفرایند فتوکاتالیستی توام با نانوذرات اکسید روی سنتز شده با روش هیدروترمال، در حذف رنگزای اسیدی قرمز 18 مناسب و از راندمان قابل توجهی برخوردار است. همچنین پیشنهاد می شود که کارایی فرایند مورد نظر در حذف سایر رنگها و آلاینده ها بررسی گردد.
کلید واژگان: رنگزای اسیدی قرمز 18, فرآیند فتوکاتالیستی, نانوذره, اکسید روی, محیط آبیJournal of Health, Volume:6 Issue: 5, 2016, PP 498 -506Background and ObjectivesDyes beside having negative effects on environmental aesthetic sight have serious negative biological and chemical effects on environment. The propose of this study is to remove photocatalistics of acid red 18 using ZnO nanoparticle synthesized with hydrothermal method discontinuous system.MethodsIn this experimental study first the source reactor and radiation were designed and constructed. Experiments were performed under stable conditions in pH (4, 7, and 10) with a contact time (10, 20, 30, 45 and 60) to determine the optimum pH. Then pH was fixed and effect of the initial concentration of nanoparticles (0.25, 0.5, 1, 2 and 3) grams per liter and various concentrations of Acid Red 18 (10, 25, 50, 100 and 200) milligrams per liter were studied.ResultsThe results showed that the red dye removal efficiency of the process under study has directly increased with degree of acidity, so in acidic and alkaline efficiency was 83% and 1/59. It was also found that by lowering the initial dye concentration andincreaseing the contact time and concentration of nanoparticles, the removal efficiency was increased.ConclusionPhotocatalytic process coupled with ZnO nanoparticles synthesized by hydrothermal method in removal of Acid Red 18 has done best and the efficiency is seemed to be considerable. we� suggest that the efficiency of the removal of dyes and other pollutants needs to be further investigated.Keywords: Acid Red18, Photocatalistic Process, Nanoparticle, ZnO, Aquatic Environment -
سابقه و هدفسیانید جزء آلاینده های خطرناک محیط زیست می باشد و از صنایعی مانند آبکاری، معدن کاری و رنگ سازی وارد محیط زیست می شود. هدف از این مطالعه، بررسی حذف سیانید توسط فرایند فتوکاتالیستی زیرکونیا با و بدون 2O2H (Hydrogen peroxide) بود.مواد و روش هااین مطالعه یک مطالعه کاربردی- بنیادی بود که در مرکز تحقیقات مهندسی بهداشت محیط انجام شد. پس از ساخت فتوراکتور، کارایی فرایند فتوکاتالیستی با نانوذره ZrO2 (Zirconium dioxide) و 2O2H در حذف سیانید، با تغییر متغییرهایی مانند مقدار نانوذره (4-25/0 گرم در لیتر)، pH(11-4)، مقدار 2O2H (1-1/0 میلی لیتر)، غلظت سیانید (75-5/2 میلی گرم در لیتر) و زمان تابش اشعه UV (Ultraviolet) (90-5 دقیقه) مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش روی نمونه واقعی فاضلاب نیز دنبال شد. تعداد 200 نمونه سنتتیک و 20 نمونه واقعی آزمایش شد. داده ها توسط نرم افزار SPSS آنالیز شد.یافته هاحداکثر حذف سیانید (5/2 میلی گرم در لیتر) توسط فرایند 2O2H/2TiO/UV تحت شرایط بهینه (75/0 گرم در لیتر نانوذره، 5/0 میلی لیتر پراکسید هیدروژن، و 8 = pH) حدود 96 درصد بود. راندمان حذف سیانید (20 میلی گرم در لیتر) توسط فرایند 2O2H/2TiO/UV در دامنه 90-5 دقیقه به ترتیب، 35، 75/38، 55، 56، 59، 25/61، 65، 5/71، 81 و 5/88 درصد بود. کارایی حذف سیانید توسط فرایند 2O2H/2TiO/UV در دامنه غلظت 5-5/2 میلی گرم در لیتر از 6/95 به 4/50 درصد کاهش یافت. حداکثر حذف سیانید (5/2 میلی گرم در لیتر) توسط فرایند 2UV/ZrO تحت شرایط بهینه (75/0 گرم در لیتر نانوذره، و 4 = pH) حدود 6/85 درصد بود. حداکثر راندمان حذف سیانید از فاضلاب واقعی توسط فرایندهای 2UV/ZrO و 2O2H/2TiO/UV به ترتیب 08/54 درصد و 8/72 درصد بود.استنتاجافزایش مقدار نانوذره، زمان و کاهش pH کارایی فرایند 2UV/ZrO را افزایش داد. افزایش غلظت سیانید، کارایی هر دو فرایند را کاهش داد. افزایش 2O2H تا مقدار بهینه (5/0 میلی لیتر 2O2H در 100 میلی لیتر سیانید) کارایی فرایند 2O2H/2TiO/UV را افزایش داد ولی مقادیر بالاتر 2O2H راندمان فرایند را کاهش داد.
کلید واژگان: نانوذره زیرکونیا, فرایند فتوکاتالیستی, حذف سیانید, پراکسید هیدروژن, صنایع آبکاریBackground andPurposeCyanide (CN-) is of dangerous pollutants in the environment from industries such as electroplating, mining and paint entering into environment. The present study aimed to review the efficiency of cyanide removal by zirconia photocatalytic process with and without hydrogen peroxide (H2O2).Materials And MethodsThis was an applied-fundamental study and was conducted in Environmental Health Research Center. After constructing photoreactor, by changing variables nanoparticle dosage (0.25-4 g/l), pH (4-11), H2O2 amount (0.1-1 ml), cyanide concentration (2.5-75 mg/l) and exposure time (5-90 min), efficiency of the photocatalytic processes was studied with zirconia ZrO2 and H2O2 in the cyanide removal. Experiments were followed on real wastewater samples. 200 synthetic samples and 20 real samples were tested.ResultsThe maximum cyanide removal (2.5 mg/l) was about 96% by UV/ZrO2/H2O2 process under optimal conditions (0.75 g/L nanoparticles, 0.5ml H2O2 and pH = 8). Removal of cyanide (20 mg/l) by the UV/ZrO2/H2O2 was, 35, 38.75, 55, 56, 59, 61.25, 65, 71.5, 81 and 88.5%, respectively in 5-90 minutes. The efficiency of cyanide removal with UV/ZrO2/H2O2 process decreased from 95.6% to 50.4% in 2.5 to 75 mg/l of cyanide. The maximum cyanide removal (2.5 mg/l) was approximately 85.6% by UV/ZrO2 process under the optimal conditions (0.75 g/l nanoparticles and pH = 4). UV/ZrO2 process efficiency in the cyanide removal decreased from 85.6% to 36.4% in 2.5-75 mg/L of cyanide. The maximum cyanide removal from real wastewater was 54.08% and 72.8% with UV/ZrO2 and UV/ZrO2/H2O2 processes, respectively.ConclusionIncreasing nanoparticle, exposure time and reducing pH increased UV/ZrO2 process efficiency. Increasing cyanide concentration decreased efficiency of the both processes. Increasing H2O2 to optimum dosage (0.5 ml/100 ml CN) increased UV/ZrO2/H2O2 process efficiency, but higher levels of H2O2 decreased the process efficiency.Keywords: Zirconia nanoparticle, photocatalytic processes, cyanide removal, hydrogen peroxide, electroplating industries -
سابقه و هدففلز سنگین نیکل در زمره آلاینده هایی است که از صنایع مختلف چون آبکاری، رنگ سازی، به محیط زیست وارد شده و مشکلات زیست محیطی ایجاد می کند. از این رو حذف آن حائز اهمیت می باشد. هدف از مطالعه حاضر، بررسی کارایی فرآیند فتوکاتالیستی توسط نانوذرات سیلیکاو زیرکونیا در حذف نیکل بود.مواد و روش هامطالعه کاربردی- بنیادی حاضر پس از ساخت فتوراکتور، کارایی نانوذرات سیلیکا و زیرکونیا در حذف نیکل، با تغییر متغییرهایی چون: مقدار نانوذره (gl 5/2- 5/0)، pH (3، 7، 11)، غلظت نیکل و زمان تابش UV (75- 15 دقیقه) مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش بر روی فاضلاب سنتتیک انجام و سپس با توجه به شرایط بهینه حاصله، بر روی نمونه واقعی فاضلاب دنبال شد. تعداد 50 نمونه سنتتیک و 10 واقعی آزمایش و ایزوترم جذب تعیین شد. آنالیز داده ها توسط نرم افزار SPSS صورت گرفت.یافته هانیکل، تحت شرایط بهینه(pH=11)، مقدار1g/L زیرکونیا، مقدار g/L 5/0 سیلیکا، با زمان تابش30 دقیقه و مقدار mg/L 5 نیکل سنتتیک) به طور 100 درصد حذف شد. کارایی حذف نیکل با غلظت های mg/L5، 10، 15، 20و 25 در pH=11 و مقدار1g/L نانوذره زیرکونیا به ترتیب 100، 91، 88، 5/87 و 84 درصد و با مقدار gl 5/0 نانوذره سیلیکا به ترتیب 100، 100، 90،90و 87 درصد بود. با توجه به ضریب تعیین(R2)، ایزوترم فرندلیچ برای نانوذره زیرکونیا (883/0= R2) و مدل لانگمویر برای سیلیکا(949/0= R2) توصیف بهتری ارائه داد.استنتاجافزایش مقدار نانوذرات، زمان تابش و pH و کارایی فرآیند فتوکاتالیستی حذف نیکل را به دلیل تولید رادیکال هیدروکسیل افزایش داد.. افزایش غلظت نیکل، به دلیل ممانعت از واکنش حفره های فوتونی و رادیکال های هیدروکسیل، کارایی فرآیند را کاهش داد. کارایی فرآیند فتوکاتالیستی جهت حذف نیکل از فاضلاب واقعی نسبت به حالتی که از محلول های سنتتیک استفاده شود، به مراتب کمتر بود که علت آن حضور دیگر مواد (سیانید و روی) در فاضلاب واقعی بود. با توجه به راندمان حذف نیکل از فاضلاب واقعی توسط نانوذره زیرکونیا 6/49 درصد و نانوذره سیلیکا)، 56 درصد فرآیندهای فتوکاتالیستی مذکور قادر به حذف حدود 50 درصد نیکل از فاضلاب واقعی می باشند.
کلید واژگان: نانوذره SiO2, نانوذره ZrO2, فرآیند فتوکاتالیستی, ایزوترم, نیکل دوظرفیتیBackground andPurposeNickel is one of the heavy metals that originates from various industries such as plating and dyeing and leads to many environmental problems، thus، it is important to remove it. The aim of this study was to assess the photocatalytic process by silica and zirconia nanoparticles in nickel removal.Materials And MethodsIn this applied-fundamental study after construcring photoreactor، the performance of silica and zirconia nanoparticles in the removal of nickel were studied by changing variables such as the amount of nanoparticles (0. 5-2. 5 g/L)، pH (3،7،11)، nickel concentration and exposure time of UV (15-75 min). After assessing the synthetic wastewater (n=50) real wastewater (n=10) samples were evaluated according to the resultant optimum conditions. Nickel adsorption isotherm was determined. SPSS was used to analyze the data.ResultsNickel was removed completely under optimum condittions (pH= 11)، 1g/L zirconia، 0. 5g/L silica with exposure time of 30min and 5mg/L synthetic nickel. Removal efficiency of nickel in concentrations of 5، 10، 15، 20 and 25 mg/L at pH= 11 and 1g/L zirconia nanoparticles was 100، 91، 88، 87. 5 and 84%، respectively and with 0. 5g/L dose of silica nanoparticles was 100، 100، 90. 90 and 87%، respectively. According to the coefficient of determination (R2)، Freundlich isotherm for zirconia nanoparticle (R2= 0. 883) and the Langmuir model for silica (R2= 0. 949) were found to be more relevant.ConclusionIncrease in the amount of nanoparticles، UV exposure and pH increased the efficacy of photocatalytic process in nickel removal through production of hydroxyl radicals. Nickel concentration reduced the process efficiency due to inhibition of the reaction of holes (h+) and hydroxyl radicals. Efficiency of photocatalytic process in removal of nickel from a real wastewater due to the presence of other substances (cyanide and zinc) was far less compared to the synthetic solutions. According to nickel removal efficiency from real wastewater (49. 6% and 56% by zirconia nanoparticles and silica، respectively) photocatalytic processes was able to remove about 50% nickel from actual wastewater.Keywords: ZrO2 nanoparticle, SiO2 nanoparticle, photocatalytic process, isotherm, bivalent nickel
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.