حذف آنیلین از آب‌های آلوده با فرایند اکسایش فوتوکاتالیستی درحضور روی اکسید بارگذاری‎شده با کربن

محورهای موضوعی : شیمی کاربردی

پروانه نخستین پناهی ¹ (استادیار شیمی کاربردی، گروه شیمی، دانشکده علوم، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران)
افسانه نیکو ² (دانشجوی کارشناسی ارشد شیمی کاربردی، گروه شیمی، دانشکده علوم، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران)

تاریخ دریافت : 1399/03/23 تاریخ پذیرش : 1400/01/05 تاریخ انتشار : 1400/09/01

کلید واژه: اکسید روی, فوتوکاتالیست, گرافن, آنیلین,

چکیده مقاله :

آنیلین سمیت بالایی دارد که به سرعت از راه پوست جذب می‎شود و در صورتی‎ که بلعیده و یا بخار آن تنفس شود، کشنده است. بنابراین، نظر به مشکلاتی که آنیلین برای محیط‎ زیست و سلامتی انسان ایجاد می‎کند، لازم است که از انتشار این ترکیب به محیط‎زیست جلوگیری شود. هدف از پژوهش حاضر، حذف آنیلین با فرایند فوتوکاتالیستی تحت پرتو مرئی است. برای این منظور روی اکسید با درصدهای متفاوتی از گرافن و گرافن اکسید کاهش‎یافته، بارگذاری و عملکرد فوتوکاتالیستی آن ها برای حذف آنیلین از محلول آبی در نور مرئی بررسی شد. برای بررسی ویژگی های فیزیکی و شیمیایی چندسازه های به دست آمده نیز با پراش پرتو ایکس، میکروسکوب الکترونی پویشی، فوتولومینسانس، طیف سنجی فروسرخ و طیف سنجی فرابنفش-مرئی بازتاب پخشیده بررسی شد. بررسی فعالیت فوتوکاتالیستی چندسازه ها نشان داد که با بارگذاری گرافن و گرافن اکسید کاهش‎یافته بر روی اکسید‎، درصد حذف آنیلین افزایش و روی اکسید بارگذاری‎شده با ده درصد وزنی گرافن (G(10%wt)/ZnO)، بیشترین فعالیت فوتوکاتالیستی و بازده حذف آلاینده آنیلین (75 درصد حذف) را در نور مرئی از خود نشان داد.

چکیده انگلیسی:

Abstract: Aniline has high toxicity and is immediately absorbed through the skin. If aniline is swallowed or its vapor is inhaled, it will lead to death. Considering aniline risks on the environment and human health, it is necessary to prevent its spread into the environment. This study’s purpose is to remove aniline using a photocatalytic process under visible light irradiation. For this purpose, the zinc oxide was loaded with different values of reduced graphene oxide and graphene. The photocatalytic activity of modified zinc oxides (rGO/ZnO and G/ZnO) was investigated for aniline contaminant removal under visible light radiation. The physicochemical properties of zinc oxide and modified zinc oxides were analyzed by XRD, SEM, IR, PL, TEM and UV–vis (DRS mode) spectroscopy. The results showed that rGO/ZnO and G/ZnO composites had higher photocatalytic activity than ZnO, and the G(10%wt)/ZnO photocatalyst showed the highest photocatalytic activity and efficiency in removing aniline contaminant (75%).

منابع و مأخذ:

[1] Jin, R.; Qiu, Z.; Cheng, W; Jin, X.; Chemical Physics Letters 755, 137747, 2020.

[2] Szczepanik, B.; Słomkiewicz, P.; Applied Clay Science 124-125, 31-38, 2016.

[3] Rachna, Rani M.; Shanker, U.; Environmental Nanotechnology, Monitoring and Management 10, 36-50, 2018.

[4] Wu, G.Q.; Zhang, X.; Hui, H.; Yan, J.; Zhang, Q.S.; Wan, J.L.; Dai, Y.; Chemical Engineering Journal 185, 201-210, 2012.

[5] Shokri, A.; International Journal of Industrial Chemistry 9, 295–303, 2018.

[6] Panahi, P.N.; Babaei, S; and Rasoulifard, M.H.; Desalination and Water Treatment 194, 194-202, 2020.

[7] Taghavi, M.; Tabatabaee, M.; Ehrampoush, M.H.; Ghaneian, M.T.; Afsharnia, M.; Alami, A.; Mardaneh, J.; Journal of Molecular Liquids 249, 546-553, 2018.

[8] Kumar, S.; Kaushik, R.D; and Purohit, L.P.; Journal of Molecular Liquids 327, 114814, 2021.

[9] Shakeel, M.; Li, B.; Arif, M.; Yasin, G.; Rehman, W.; Khan, A.U.; Khan, S.; Khan, A; and Ali, J.; Applied Catalysis B: Environmental 227, 433-445, 2018.

[10] Fan, H.; Zhao, X.; Yang, J.; Shan, X.; Yang, L.; Zhang, Y.; Li, X.; Gao, M.; Catalysis Communications 29, 29-34, 2012.

[11] Chen, Y.C.; Katsumata, K.I.; Chiu, Y.H.; Okada, K.; Matsushita, N.; Hsu, Y.J.; Applied Catalysis A: General 490, 1-9, 2015.

[12] Nakhostin Panahi, P.; Rasoulifard, M.H.; Hekmati, F.; Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysis 128, 539-554, 2019.

[13] Shakeel, M.; Li, B.; Arif, M.; Yasin, G.; Rehman, W.; Ullah Khan, A.; Khan, S.; Khan, A.; Ali, J.; Applied Catalysis B: Environmental 227, 433-445, 2018.

[14] Hong, R.Y.; Li, J.H.; Chen, L.L.; Liu, D.Q.; Li, H.Z.; Zheng, Y.; Ding, J.; Powder Technology 189(3), 426-432, 2009.

[15] Panahi, P.N.; Rasoulifard, M.H; and Babaei, S.; Rare Metals 39, 139-146, 2020.

[16] Dutta, K.; Poddar, D.; Das, S.; Chattopadhyay, N.; and Saha, S. K.; Journal of Environmental Chemical Engineering 9, 104851, 2021.

[17] Qiang, M.; Xiaomin, H.; Ke, L.; Rui, D.; Zhang, H.; Bo, X.; and Kewen, Z.; Separation and Purification Technology 259, 118131, 2021.

[18] Abd-Elrahim, A.G.; Chun, D.M.; Ceramics International 47, 12812-12825, 2021.