به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « photocatalytic process » در نشریات گروه « پزشکی »

  • Seyedeh Elahe Badiei Khairabadi, Hasan Rahmani *, MohammadBagher Miranzadeh, Rouhullah Dehghani, Fatemeh Atoof

    In this study, the decomposition of BTA was examined using a photocatalytic process (UV/Fe2O3@Alg-TiO2). The effects of various operational parameters such as the initial pH(3-7-10), catalyst dosage (0.05, 0.1, 0.15 g/L), BTA initial concentration (15–45 mg/L), UV intensity ( 2, 4, and 6 watts), and detention time (15,30, and 45 minutes) on the decomposition of BTA in the reactor with Batch conditions and in deionized water, real wastewater (three different matrices saline water, and real raw wastewater after activated sludge and after stabilization ponds) were investigated. SEM, XRD, and FTIR determined the synthesized catalyst's specifications. The results showed that 73.5% of BTA and 30% TOC was removed during the UV/Fe2O3@Alg-TiO2 photocatalytic process at the optimal condition (BTA=30 mg/L, pH = 3, UV = 4 Watt and catalyst dosage = 0.15 g/L) in deionized water. Also, the efficiency of the process in removing contaminants from the Saline, real raw sewage after activated, and after activated sludge and stabilization ponds was 23%, 47%, and 51%, respectively. The results showed that the toxicity decreased in 200 minutes that if sufficient time is provided to complete the reaction toxicity can be reduced. The results related to the amount of electrical energy consumed showed that considering both the advantages of BTA removal efficiency and energy consumption, the best performance was obtained in optimum conditions.

    Keywords: Benzotriazole, cross-linked alginate polymer, Fe2O3 nanoparticles, Photocatalytic process, Titanium dioxide Nanoparticles}
  • عماد دهقانی فرد، علی اسرافیلی، مجتبی یگانه، مهدی فرزادکیا*
    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 ها

    فتوکاتالیست 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 ها

    فتوکاتالیست 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 گیری

    فرآیند 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, پرسولفات}
    Emad Dehghanifard, Ali Esrafili, Mojtabi Yeganeh, Mahdi Farzadkia*
    Background

    Antibiotics 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.

    Methods

    Fe3O4@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.

    Results

    The 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}
  • Parishan Mohammed, Kambiz Seyyedi *
    Background
    Aniline-based organic nanocomposites have a significant performance as photocatalysts in the advanced oxidation process (AOP).
    Methods
    In this study, polyaniline-tin dioxide (PA/SnO2) nanocomposite was prepared using an ultrasonic process. Next, its efficiency as a photocatalyst in the removal of Cefixime antibiotic pollutant from contaminated waters in a tubular photo reactor was investigated. The experiments were designed by the response surface methodology (RSM) via Minitab software, in such a way that the effects of various parameters on the process are investigated. The effect of different parameters such as reaction time, solution pH, flow rate, antibiotic concentration and hydrogen peroxide concentration on the removal efficiency was investigated.
    Results
    According to the results, the following optimal conditions were obtained: time of 120 min, pH of 8.69, hydrogen peroxide concentration of 4.22 mM, flow rate of 1.25 L/min and initial antibiotic concentration of 22.92 mg/L. Under the above-mentioned optimal conditions, the efficiency of Cefixime removal was more than 72.24%.
    Conclusion
    The present study confirms the usability of the PA/SnO2 nanocomposite as a novel and effective photocatalyst for photocatalytic degradation of Cefixime antibiotic in contaminated water under UV light.
    Keywords: degradation, Cefixime antibiotic, Photocatalytic Process, Polyaniline PA, SnO2 nanocomposite, tubular photo reactor, optimization, RSM}
  • محمود نوری مشیران، لعبت تقوی *، ابراهیم فتائی *، غلامرضا ابراهیم زاده رجائی، مهدی رمضانی
    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 کار

    مطالعه 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 ها

    طیف 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 گیری

    با 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 سونوکاتالیستی}
    M Nouri Mashiran, L* Taghavi, E * Fataei*, Gh Ebrahimzadeh-Rajaei, M Ramezani
    Background & objectives

     The 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.

    Methods

     The 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.

    Results

     The 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.

    Conclusion

     According 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}
  • سید عبدالمحمد سادات، لیدا سلیمی*، حسین غفوریان، لیندا یادگاریان حاجی آبادی، سید محمدتقی ساداتی پور
    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 بررسی

    در 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 ها

    حداکثر 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 گیری

    نتایج 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, کاتالیست}
    SA Sadat, L Salimi*, H Ghafourian, L Yadegarian Hadji Abadi, SM Taghi Sadatipour
    Background & aim

    Today, 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.

    Methods

    In 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.

    Results

    The 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%.

     Conclusion

    The 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}
  • حسن پیشرفتی، نبی الله منصوری، امیرحسام حسنی، حسین کمانی*، همایون احمدپناهی
    زمینه و هدف

    آنتی بیوتیک ها ترکیباتی پایدار و دارای تجزیه بیولوژیکی پایین هستند که عموما توسط فرایند های متداول تصفیه فاضلاب قابلیت حذف ندارند. هدف از مطالعه حاضر بررسی توانایی نانوذرات مغناطیسی Fe-doped TiO2@Fe3O4 در حضور پرتوهای فرابنفش در حذف فوتوکاتالیستی سیپروفلوکساسین از محلول های آبی می باشد.

    روش ها

    روش سل ژل برای سنتز  نانوذرات  Fe-doped TiO2@Fe3O4  به کار گرفته شد و خصوصیات فیزیکی و شیمیایی کاتالیزور به وسیله آنالیز های SEM،EDX ، XRD، VSMو DRS مورد بررسی قرار گرفت. در ادامه، تاثیر پارامترهای مختلف شامل pH (3-9)، غلظت اولیه سیپروفلوکساسین (75-25 میلی گرم در لیتر) و دز کاتالیزور (6/0 تا 2/0 گرم در لیتر) در زمان های مختلف در حذف فوتوکاتالیستی سیپروفلوکساسین مورد مطالعه قرار گرفت.

    نتایج

     نتایج حاصل بیانگر این موضوع بود که بیشترین راندمان حذف 1/99 درصد و ثابت سرعت واکنش سیپروفلوکساسین در حضور پرتوی تابش UVC 15 وات به ترتیب در pH 9، غلظت اولیه  25 میلی گرم در لیتر، دز کاتالیزور 6/0 گرم در لیتر و زمان تماس 60 دقیقه بدست آمده است. پایداری نانوذرات پس از 5 بار استفاده مجدد میزان حذف مناسبی داشت.

    نتیجه گیری

    با توجه به راندمان مناسب حذف سیپروفلوکساسین توسط سیستم تلفیقی Fe-doped TiO2@Fe3O4 + UVC، کاربرد این فرآیند در فرآیندهای تصفیه آب و فاضلاب پیشنهاد می شود.

    کلید واژگان: Fe-doped TiO2@Fe3O4, فرایند فوتوکاتالیستی, آنتی بیوتیک سیپروفلوکساسین, سینتیک فرایند}
    Pishrafti H, Mansouri N, Hassani A, Kamani H*, Ahmadpanahi H
    Background & Aim

    Antibiotics are stable compounds with low biodegradability that are generally not removable by conventional wastewater treatment processes. The aim of this study was to investigate the ability of Fe-doped TiO2@Fe3O4 magnetic nanoparticles in the presence of ultraviolet irradiation to photocatalytic removal of ciprofloxacin from aqueous solutions. 

    Methods

    The sol-gel method was used for the synthesis of Fe-doped TiO2@Fe3O4 nanoparticles and the physical and chemical properties of the catalyst were investigated by SEM, EDX, XRD, VSM and DRS analyzes. Then, the effect of different parameters including pH (3-9), initial concentration of ciprofloxacin (25-75 mg/l) and catalyst dose (0.6 to 0.2 g/l) at different times in photocatalytic elimination of ciprofloxacin were studied.

    Results

    The results showed that the highest removal efficiency 99.1 % and reaction rate constant of ciprofloxacin the presence of 15-watt UVC radiation was obtained at pH 9, initial concentration of 25 mg/l, catalyst dose of 0.6 g/l and contact time of 60 min, respectively. The stability of nanoparticles after 5 reuses had a good removal rate.

    Conclusion

    Due to the appropriate removal efficiency of ciprofloxacin by the integrated system Fe-doped TiO2@Fe3O4 + UVC, the application of this process in water and wastewater treatment processes is recommended.

    Keywords: Fe-doped TiO2@Fe3O4, Photocatalytic process, Ciprofloxacin antibiotic, Process kinetics}
  • نرجس خدایگانی، رویا مافی غلامی*
    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 بررسی

    در 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 داروسازی}
    Narjes Khodaygani, Roya Mafigholami*
    Background and Objective

    Pharmaceutical 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 Methods

    In 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.

    Results

    In 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.

    Conclusion

    According 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}
  • Reza Shokoohi, Abdollah Dargahi, Ghobad Ahmadidoost *, Mohammad Jamil Moradi
    The combination process of UV/ S2O82-/Al2O3 leads to the production of radicals and radical hydroxyls, which could decompose and remove various pollutants, such as phenol. The present study aimed to investigate the photocatalytic efficiency of aluminum oxide nanoparticles and persulfate compilative processes in the removal of phenol. This experimental study was conducted in a discontinuous reaction chamber with a useful volume of one liter. In this process, we assessed the effects of the initial pH parameters (3, 5, 7, and 9), initial concentration of phenol (10, 20, 30, 50, and 100 mg/l), concentration of persulfate anions (20, 30, 40, 50, and 60 mg/l), reaction time (5 and 120 minutes), and dose of Al2O3 nanoparticles (10, 20, 30, and 40 mg/l). The applied pilot was composed of a low-pressure mercury lamp (55 Watt), which was inside the steel chamber. The obtained data were fitted to the pseudo-first- and pseudo-second-order reaction kinetics. According to the findings, the process had high efficiency in the removal of phenol. In optimal conditions (pH:5, persulfate concentration: 50 mg/l, nanoparticle dose: 40 mg/l, reaction time: 60 minutes), the efficiency of the process was determined to be 95% at the initial phenol concentration of 10 mg/l, which was fitted with first-rate kinetics (R2=0.98). Furthermore, the highest efficiency was observed in the photocatalytic process of aluminum oxide nanoparticles and persulfates in the optimal conditions of exploitation. Therefore, persulfate could be used as an appropriate oxidizer with aluminum oxide nanoparticles for the removal of phenol.
    Keywords: Photocatalytic Process, aluminum oxide, Persulfateoxidation, Phenol, Aqueous solution}
  • Abdollah Dargahi, Mohammadreza Samarghandi *, Yaser Vaziri, Ghobad Ahmadidoost, Esmail Ghahramani, Ali Akbar Shekarchi
    Approximately 10-20% of the total dyes in the world is consumed in the textile industry. The present study aimed to investigate the photocatalytic activity of zinc oxide nanoparticles (ZnO) immobilized on synthetic activated carbon in the removal of the acid blue 113 dye from aqueous solutions. This experimental study was conducted in a photo-reactor with the useful volume of one liter. The effects of pH (3, 7, and 9), zinc oxide nanoparticle concentrations (0.1-0.4 mmol/l), concentration of activated carbon modified by zinc oxide nanoparticles (20, 40, 60, 80, and 100 mg/l), and the initial concentration of the dye (20, 40, 60, 80, 100, and 200 mg/l) were assessed. In addition, the kinetics of the reaction were investigated. The results indicated that the optimal conditions for the process were the pH of 3, activated carbon modified by zinc oxide nanoparticle concentration of 100 mg/l, ratio of 0.4 millimole of zinc oxide per gram of activated carbon, and acid blue 113 dye concentration of 100 mg/l, which resulted in the maximum efficacy of 96%. Moreover, removal efficiency using zinc oxide was greater in all the stages compared to removal efficiency using activated carbon. The kinetic rate was also determined, demonstrating that the process followed the first-order kinetics. In addition, the findings indicated that the process had outstanding efficiency in the removal of the acid blue 113 dye. The photocatalysis of nanoparticle oxidation on synthetic activated carbon could be used effectively as an advanced oxidation reaction to remove dyes.
    Keywords: Photocatalytic Process, Zinc oxide, Synthetic Active Carbon, Acid Blue 113, Aqueous solutions}
  • علی اسرافیلی، مریم سلیمی *، میترا غلامی، مهدی فرزادکیا
    مقدمه
    مصرف 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 ها
    در 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 ها
    کاتالیست 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 گیری
    فرایند 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 اکساید}
    Ali Esrafili, Maryam Salimi*, Mitra Gholami, Mahdi Farzadkia
    Background
    Through 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.
    Methods
    In 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%.
    Conclusion
    The 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}
  • علی اسرافیلی، مریم سلیمی *، احمد جنیدی جعفری، روشنک رضایی کلانتری
    مقدمه
    ورود 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 ها
    در 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 ها
    کاتالیست 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 گیری
    فرایند 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 مرئی}
    Ali Esrafili, Maryam Salimi*, Ahmad Jonidi, Jafari, Roshanak Rezaei, Kalantary
    Background
    The 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.
    Methods
    In 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%.
    Conclusion
    The 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}
  • الهام نورآبادی، فردوس کرد مصطفی پور، حسین کمانی*، ادریس بذرافشان، سید داود اشرفی، خدیجه پیراسته، محدثه دشتی زاده
    زمینه و هدف
    مصرف گسترده آنتی بیوتیک ها و متابولیزه ناقص آن ها در انسان و حیوان و عدم توانایی حذف این آلاینده ها توسط فرآیندهای متداول تصفیه فاضلاب باعث حضور این آلاینده ها در محیط زیست عوارض نامطلوبی از جمله افزایش مقاومت باکتریایی، اختلالات گوارشی و سمیت سلول ها در انسان و سایر موجودات می شوند. این مطالعه با هدف بررسی فرآیند فوتوکاتالیستی نانوذرات اکسید منیزیم در معدنی کردن آموکسی سیلین انجام شد.
    روش ها
    این مطالعه تجربی- آزمایشگاهی در راکتور آزمایشگاهی به صورت منقطع انجام شد. متغیرهای مستقل شامل pH(11، 7، 3)، غلظت نانوذرات اکسید منیزیم ( 250، 500، 750 میلی گرم در لیتر) و زمان واکنش (30، 60 و 90 دقیقه) برای حصول حداکثر راندمان معدنی کردن مورد بررسی قرار گرفتند. به منظور دستیابی به شرایط بهینه آزمایش مدل آماری سطح پاسخ (RSM) طراحی و استفاده شد. همچنین برای تجزیه و تحلیل داده ها از آنالیز واریانس استفاده گردید.
    نتایج
    اثر پارامترهای مستقلpH و غلظت نانوذره بر روی فرایند حذف معنی دار بود (0/05< P) و حداکثر راندمان معدنی کردن آموکسی سیلین در شرایط بهینه (11pH ، دوز نانوذره 500 میلی گرم در لیتر و زمان تماس 90 دقیقه) 79% بدست آمد.
    نتیجه گیری
    از فرایند فوتوکاتالیستی با استفاده از نانوذرات اکسید منیزیم می توان به عنوان یک روش موثر و کارآمد برای حذف آموکسی سیلین از محیط های آبی استفاده نمود.
    کلید واژگان: آموکسی سیلین, فرایند فوتوکاتالیستی, نانوذرات, اکسید منیزیم}
    Elham Norabadi, Ferdous Kord Mostafapour, Hossein Kamani*, Edris Bazrafshan, Seyed Davoud Ashrafi, Khadijeh Pirasteh, Mohadeseh Dashtizadeh
    Background & Aim
    Excessive consumption of antibiotics and their incomplete metabolization in human and animals, as well as inadequate removal by conventional waste water system leads to the release of these chemicals into the environment. Antibiotics have adverse effects including bacterial resistance, digestive disorders and genotoxic. Therefore the aim of this study was to survey amoxicillin removal by photocatalytic process using magnesium oxide nanoparticles.
    Methods
    This experimental study was carried in the form of batch in the laboratory. In this study, independent parameters including pH (3, 7, 11), magnesium oxide nanoparticles concentration (250, 500, 750 ml/L) and reaction time (30, 60, 90) were evaluated for getting high mineralization efficiency.  In order to achieve the optimal experimental conditions, response surface methodology (RSM) model was designed and applied. Analysis of variance (ANOVA) was used for data analysis.
    Results
    According to the obtained results, the effect of independent parameters including pH and nanoparticles on removal process was significant (p-value<0.05) and the highest efficiency for mineralization of amoxicillin was achieved 79.0% in optimum condition pH: 11, nanoparticle concentration: 500 mg/L and reaction time: 90 min.
    Conclusion
    Photocatalytic process using magnesium oxide can be considered as an effective method for amoxicillin removal from aqueous solution.
    Keywords: Amoxicillin, photocatalytic process, nanoparticles, magnesium oxide}
  • حسن اصیلیان مهابادی، علی خوانین، مجتبی نخعی پور، حسن ایروانی، سمیه آرزومندان، حسین شجاعی فرح آبادی *
    زمینه و هدف
    ترکیبات آلی فرار به دلیل اثرات مختلف بر روی سلامت افراد، از نگرانی های زیست محیطی به شمار می آیند. این ترکیبات گروه بزرگی از مواد ازجمله تولوئن را شامل می شوند، امروزه بکار بستن بسترهای کاتالیستی یکی از راه های کنترلی این آلاینده ها می باشد که در این تحقیق به بررسی کارایی حذف فتوکاتالیستی بخار تولوئن با استفاده از نانوذرات دی اکسید تیتانیوم ) (TiO2 تثبیت شده بر روی زئولیت سنتزی نوع 5 (ZSM-5) پرداخته شده است.
    روش بررسی
    ابتدا بستر ZSM-5 به صورت گرانول تهیه شد. سپس نانوذرات دی اکسید تیتانیوم با نسبت وزنی 5 درصد بر روی آن تثبیت شدند. به منظور تعیین ویژگی های بسترها از آنالیزهای BET، BJH، XRD، EDS و SEM استفاده شد. درنهایت عملکرد بسترها در حذف بخار تولوئن در دو غلظت ppm50 و ppm300 در سیستم دینامیک موردبررسی قرار گرفت.
    یافته ها
    نتایج حاصل از آزمایش های دستگاهی نشان داد که ZSM-5 دارای سطوحی متخلخل با سطح ویژه m2/g 356.4 بوده که بعد از کلسینه کردن در دمای °c 450 به m2/g 332.5 کاهش یافت. نتایج حاصل از فرایند تجزیه فتوکاتالیستی نشان داد که بستر ZSM-5/TiO2 بهترین کارایی را در غلظت ppm50 داشته به طوری که موفق به حذف 42% بخارهای تولوئن گردید.
    نتیجه گیری
    با توجه به نتایج کسب شده در این تحقیق می توان نتیجه گرفت که تثبیت نانوذرات دی اکسید تیتانیوم بر روی زئولیت ZSM-5 می تواند روش مناسبی جهت حذف بخارهای تولوئن و دیگر آلاینده های مشابه باشد.
    کلید واژگان: دی اکسید تیتانیوم(TiO2), تولوئن, فتوکاتالیست, زئولیت ZSM-5}
    Hasan Asilian Mahabady, Ali Khavanin, Mojtaba Nakhaei Pour, Hasan Irvani, Somaye Aresoomandan, Hosein Shojaee Fareh Abady *
    Background And Aims
    Volatile organic compounds (VOCs) are of environmental concern because of their adverse effects on human health. VOCs contain a large group of substances like toluene. Today application of catalytic beds is one the ways to control these kinds of emissions. In this study photocatalytic removal of toluene vapour by titanium dioxide nanoparticles immobilized on ZSM-5 zeolite have been investigated.
    Methods
    First, the bed of ZSM-5 was prepared in the form of granules. Next, titanium dioxide nanoparticles with ratios of 5 wt% were stabilized on it. To determine their characteristics, samples were used from BET, BJH and SEM analyses. Finally, the performance of the beds in the removal of toluene vapors at two concentrations of ppm 50 and 300 ppm in the dynamical system was investigated.
    Results
    The result of tests showed that ZSM-5 has a porous surfaces with surface area of 356.4 m2/g. That after the calcination at temperature of 450°c it decreased to 332.5 m2/g. The results of the photocatalytic degradation process showed that the best performance of ZSM-5/TiO2 bed was at concentration of 50 ppm, so that was able to remove 42% toluene vapors.
    Conclusion
    According to the results obtained in this study, it can be concluded that stabilization of titanium dioxide nanoparticles on the ZSM-5 zeolite can be a good method to remove toluene vapors and other similar pollutants.
    Keywords: Titanium dioxide (TiO2), toluene, photocatalytic process, ZSM-5 zeolite}
  • رضا شکوهی، ستار احمدی *، محمد تقی صمدی، عبدالمطلب صیدمحمدی، محمد ونایی تبار
    زمینه و هدف
    مالاتیون بعنوان یکی از پرمصرف ترین سموم ارگانوفسفره، با خاصیت تماسی، گوارشی، تدخینی و غیرسیستمیک، اثرات مخربی بر روی سیستم عصبی انسان می‫گذارد. اخیرا استفاده از فرایندهای فتوکاتالیستی بدلیل توانایی مطلوب در حذف آلاینده های آلی، بطور گسترده ای افزایش یافته است. در این مطالعه کارایی فرایند فتوکاتالیستی توام با پرسولفات و پراکسید هیدروژن در حذف سم مالاتیون بررسی گردید.
    روش کار
    این تحقیق در مقیاس آزمایشگاهی و در راکتوری با جریان ناپیوسته از جنس استیل که داخل آن لامپ بخار جیوه کم فشار 55 وات قرار داده شده بود، انجام گرفت. متغیرهای pH (3-9)، پرسولفات (gr/l01/0-05/0)، پراکسیدهیدروژن (1-8mM/l ) و مالاتیون (1-60 mg/l ) بعنوان پارامترهای موثر بر فرایند، بررسی شدند. غلظت مالاتیون بوسیله دستگاه HPLC، با روش ارائه شده در کتاب استاندارد متد اندازه گیری شد.
    یافته ها
    نتایج حاصل از این مطالعه نشان داد که فرایند مورد نظر در مقایسه با تحقیقات انجام گرفته دارای کارایی بالایی می باشد، بطوریکه در شرایط بهینه 3 pH=، پرسولفاتgr/l 03/0، پراکسید هیدروژن مصرفی mM 3 و غلظت اولیه mg/l 30 مالاتیون، این فرایند در مدت زمان 30 و60 دقیقه به ترتیب 94/99 درصد از مالاتیون و 31/88 درصد از COD محلول مورد نظر را حذف نمود.
    نتیجه گیری
    فرایند فتوکاتالیستی توام با پرسولفات و پراکسید هیدروژن بعنوان یکی از گزینه های فرایندهای اکسیداسیون پیشرفته قابلیت بالایی در کاهش بار آلودگی صنایع مختلف از جمله صنایع تولید سموم و... را داشته و می توان از آن بعنوان روشی کارامد جهت تصفیه فاضلاب صنایع و کاهش مشکلات زیست محیطی استفاده کرد.
    کلید واژگان: فرایندهای فتوکاتالیستی, پرسولفات, پراکسیدهیدروژن, مالاتیون, محلول های آبی}
    R. Shokoohi, S. Ahmadi *, M.T. Samadi, A. Seid Mohammadi, M. Vanaei Tabar
    Background and Objectives
    Malathion known as one of the most used organophosphates, with contact, digestive, fumigants and non-systemic properties has detrimental effects on ones nervous system. Recently use of photocatalyctic processes has grown widely because of its desirable ability to remove organic pollutants. In this study efficiency of photocatalytic process with persulfate and hydrogen peroxide for the removal of malathion was studied.
    Methods
    this study was carried out in laboratory scale and in batch flow reactors of steel which the low-pressure mercury vapor lamps of 55 watts was placed in it. The influence of parameters such as pH(3-9), H2O2(1-8Mm/l), perslfate dose(0.01-0.05 gr/l), and malathion (1-60 mg/l) was investigated. The malathion concentration in solution has been determined with the HPLC.
    Results
    the results of this study showed that the discussed process has high efficiency in compare with other done studies, so that in optimum conditions – pH=3, concentration of persulfate 0.03 gr, consumed hydrogen peroxide 3mM and initial concentration of malathion 30mg/l – this process after 30 and 60 minutes, removed respectively 99.94% of malathion and 88.31% of COD.
    Conclusion
    photocatalytic process with persulfate and hydrogen peroxide as one of the advanced oxidation process alternatives has a high potential in reducing pollution load of different industries, including manufacture of pesticides and can be effective as a method for wastewater treatment and reduce the environmental problems.
    Keywords: Photocatalytic Process, Persulfate, Hydrogen Peroxide, Malathion, Aqueous Solutions}
  • محمدتقی قانعیان، اصغر ابراهیمی، جواد سلیمی، رسول خسروی، رضاعلی فلاح زاده، محسن امرالهی، محمود تقوی
    سابقه و هدف
    در 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 ها
    این 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 ها
    افزایش 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 اسید}
    Mohammad Taghi Ghaneian, Asghar Ebrahimi, Javad Salimi, Rasoul Khosravi, Reza Ali Fallahzadeh, Mohsen Amrollahi, Mahmoud Taghavi
    Background and
    Purpose
    Among 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 Methods
    This 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.
    Results
    Increasing 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).
    Conclusion
    The 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}
  • Yahya Zandsalimi, Pari Taymori, Reza Darvishi Cheshmeh Soltani, Reza Rezaee, Narmin Abdullahi, Mahdi Safari*
    In this study, ZnO nanoparticles fixed on glass plates were employed as photocatalysts for the degradation of Acid Red 88 (AR88) dye in aquatic solution. ZnO nanoparticles were synthesized through coprecipitation method and fixed on glass plates. X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) techniques were used for characterization of nanoparticle samples. A batch reactor equipped to UV lamps was used for photocatalytic experiments. The effect of pH, initial concentrations of AR88, radical scavengers, and enhancers were studied on photocatalytic removal efficiency of AR88. The results showed an increase in AR88 removal at the neutral pH of 7 (79%), but a decreased in acidic and alkaline pH values. It was also found that at lower initial concentration of dye the removal efficiency increases. Among different radical scavengers and enhancers, addition of CH4O as radical scavenger and ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) as enhancer had the greatest effect on degradation efficiency. The photocatalysis process using fixed ZnO nanoparticles was shown to have good efficiency for removal of AR88 from aqueous solution. Therefore, it can be concluded that the photocatalysis process using fixed catalyst could be a promising method for treating wastewater of dye industries.
    Keywords: Acid Red 88, Photocatalytic Process, Nanoparticles, Zinc Oxide}
  • Javad Saien, Amir Azizi *, Ali Reza Soleymani
    Background
    Heavy metals in aquatic systems usually interfere with many beneficial uses of water. Divalent nickel is a commonly occurring toxic metal in natural ecosystems due to the effluent of refineries, electroplating, and casting industries. In aquatic environments, nickel appears as Ni (II) and Ni0. Despite the high reported toxicity for Ni (II), Ni0 is only slightly toxic. Various methods have been proposed for the treatment of aqueous solutions containing Ni (II). Photocatalytic reduction is an important process; titanium dioxide has been mostly used as a very efficient photocatalyst.
    Methods
    In this study, the removal of divalent nickel ions in aqueous solutions was studied in the presence of remarkably low dosages of nano-titania photocatalyst. Direct imposed irradiation was utilized for treatment of solutions. Accordingly, the influence of four operational parameters, including temperature within the conventional range of 20 to 40 °C, was investigated. Design of experiments, modeling and process optimization were accomplished using central composite design of response surface methodology.
    Results
    Reduced quadratic expression was developed for the reduction efficiency (RE), and the analysis of variance showed its capability in reproducing the data. The effectiveness of each parameter was determined. At the best found conditions of [TiO2] = 42 mg/L, pH = 9.2, T = 34 °C and after 90 minutes of treatment, about 85% removal was achieved for initial 5 mg/L nickel solutions. Pseudo first order reactions proceeded.
    Conclusion
    Based on CCD method, the influence of individual operating parameters and their interactions were obtained. A quadratic equation predicted the variations quite well.
    Keywords: Divalent Nickel, Kinetic, Modelling, Nano, Titania, Photocatalytic Process}
  • محمد ملکوتیان، مجید هاشمی چلیچه
    سابقه و هدف
    فلز 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 ها
    مطالعه 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 ها
    نیکل، 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.
    استنتاج
    افزایش 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 دوظرفیتی}
    Mohammad Malakootian, Majid Hashemi Cholicheh
    Background and
    Purpose
    Nickel 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 Methods
    In 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.
    Results
    Nickel 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.
    Conclusion
    Increase 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}
نکته
  • 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.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال