• صفحه اصلی
  • بررسی فعالیت فوتوکاتالیزوری اسید قرمز 27 به وسیله نانوذرات تیتانیوم دی اکسید دوپینگ شده با مس و منیزیم

اشتراک گذاری

آدرس مقاله


کد مقاله : JEST-1710-3957 (R3) بازدید : 125 صفحه: 17 - 26

10.30495/jest.2019.31247.3957

نوع مقاله: پژوهشی

بررسی فعالیت فوتوکاتالیزوری اسید قرمز 27 به وسیله نانوذرات تیتانیوم دی اکسید دوپینگ شده با مس و منیزیم

محورهای موضوعی : فلزات سنگین

فرزاد ارجمندی راد 1 , ژیلا طلعت مهرآباد 2 , رعنا خلیل نژاد 3

1 - استادیار گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه آزاد اسلامی واحد بناب ، ایران. (مسئول مکاتبات )
2 - استاد یار گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه آزاد اسلامی واحد بناب ، ایران.
3 - گروه شیمی ، دانشگاه فرهنگیان ،ارومیه ، ایران.

تاریخ دریافت : 1396/07/27 تاریخ پذیرش : 1397/07/25 تاریخ انتشار : 1400/01/01

کلید واژه: نانو ذره, فعالیت کاتالیزوری, سل ژل, اسید قرمز27 ( (AR27, کودوپینگ  ,

چکیده مقاله :

زمینه و هدف: در بین انواع مختلفی از آلودگی ها، رنگ ها موادی با ساختار پیچیده، معمولا سمی و مقاوم به تجزیه بیولوژیکی هستند که از طریق فاضلابهای صنعتی وارد محیط زیست می شوند. هدف این مطالعه تجزیه فوتوکاتالیستی رنگ قرمز 27 بوده است.مواد و روش ها: در این تحقیق نانوذرات TiO2 دوپه شده با دو فلز مس و منیزیم به روش سل ژل سنتز شده اندومشخصه های آنها به وسیله تکنیک های پراش اشعه ,X TEM SEM, EDX,DRS ارزیابی شده است.یافته ها : نتایج از بررسی طیف هایXRD تایید کننده حضور فازهای آناتاز و روتیل در کاتالیستها بوده اما کودوپینگ مس و منیزیم تاثیری در الگوی کریستالی نداشته است. همچنین نتایج DRS نشان می دهد که باند گپ فوتوکاتالیستهای کودوپ شده نسبت به تک فلزی و دوپ نشده کوچکتر بوده و یک شیفت در باند جذبی مربوط به منطقه مرئی وجود دارد.

چکیده انگلیسی:

Background and Objectives: Among the various types of contaminations, dyes have complicated structure and they are usually toxic and resistant to the biological treatment which enter into environment by industrial waste streams. The aim of this study was the removal of C.I. Acid Red 27dye by photocatalytic processes. Materials and Methods: In the present study, Cu, Mg/TiO2 nanoparticle was synthesized using sol gel technique. The physicochemical properties were characterized by X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), diffuse reflectance spectroscopy (DRS), scanning electron microscopy (SEM), and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) techniques. Findings: The XRD data showed anatase and rutile crystalline phase in catalysts, indicating that Cu and Mg co-doping did not influence the crystal patterns of TiO2. Also, the DRS results indicated that the band gap of co-doped photo catalyst was smaller than that of the monometallic and un-doped TiO2 and there was a shift in the absorption band towards the visible light region. Discussion and Conclusion: The photocatalytic efficiency of the synthesized catalysts was evaluated by degradation of C.I. Acid Red 27under visible light irradiation. The results showed that co-doping of the Cu and Mg can significantly improve the photocatalytic activity of the prepared photo catalysts. The results showed that Cu (0.1 wt.%), Mg (0.06 wt.%) co-doped TiO2 with optimum calcination temperature 450 °C had the highest photo activity among all samples under visible light. Additionally, the effect of influential parameters, such as doping content, photo catalyst dosage, initial dye concentration, initial pH and calcination temperature were studied.                                                                                                           

منابع و مأخذ:



  1. Riaza,N., Chongb,F.K., Binay, K. D., Zakaria, B., Mana, M., Saqib, K., Ela, N., 2012. Photodegradation of Orange II under visible light using Cu–Ni/TiO2: Effect of calcination temperatureInternational,Chemical Engineering Journal, 185– 186,108-119.
    2.
  2. Borker, P., Salker A.V., 2006. Photocatalytic degradation of textile azo dye over Ce1−xSnxO2 series. Mater. Sci. Eng. B, 133, 55–60.
    3.
  3. Coleman H.M., Eggins, B.R., Byrne, J.A., Palmer, F.L., King, E., 2000. Photocataytic degradation of 17- ß-oestradiol on immobilized TiO2. Appl. Catal. B: Environ, 24 L1–L5.
    4.
  4. Khani, A., Sohrabi, M.R., Khosravi, M., Davallo, M. 2012. Decolorization of an azo dye from aqueous solution by nano zero valent iron immobilizied on perlit in semi bath paked bed reactor , Fresenius Enviromental Buulletin, 8a, 21.
    5.
  5. Balan, D.S., Monteneiro R.T., 2001.Decolorization of textile indigo dye by ligninolytic fungi. J biotechnol, 89,141-145.
    6.
  6. Beydoun, D., Aml, R., Low, G., and Mcevoy, S., 1999. Role of nanoparticles in photocatalysis, J. Nanopart. Res., 1, 439-458.
    7.
  7. Klavarioti, M., Mantzavinos, D., Kassinos, D. 2009., Removal of residual pharmaceuticals from aqueous systems by advanced oxidation processes. Environ. Int, 35, 402-417.
    8.
  8. Ahmed, S., Rasul, M.G., Martens, W.N., Brown, R. Hashib, M.A. 2010. Heterogeneous photocatalytic degradation of phenols in wastewater: a review on current status and developments, Desalination, 261, 3-8.
    9.
  9. Devi, L.G., Kottam, N., Murthy, B.N. Kummar, S.G., 2010. Enhanced photocatalytic activity of transition metal ions Mn2+, Ni2+ and Zn2+ doped polycrystalline titania for the degradation of Aniline Blue under UV/Solar light. J. Mol. Catal. A-Chem, 328, 44-52.
    10.
  10. Suwarnkar. M.B., Dhabbe R.S., Kadam. A.N., Garadkar. K.M., 2014. Enhanced photocatalytic activity of Ag doped TiO2 nanoparticles synthesized by a microwave assisted method, J. Ceramics International, 4, 5489-5496.
    11.
  11. Behnajady, M. A., Eskandarloo, H., 2013. Silver and copper co-impregnated onto TiO2-P25 nanoparticles and its photocatalytic activity, Chemical Engineering Journal, 228, 1207–1213.
    12.
  12. Liu, J., Zhang, Z., Yang, L. 2011., The Degradation of Reactive Black Wastewater by Fe/Cu Co-doped TiO2. J. International Journal of Chemistry., 3,3.
    13.
  13. Wang,W., Zhang, J., Chen, F., Anpo, D., 2008. Preparation and photocatalytiy roperties of Fe3+-doped Ag@TiO2 core–shell nanoparticle, J., Colloid and Interface Science, 323,182-186.
    14.
  14. Saravanan.P., Pakshirajan.K., Saha.P.,2009. Degradation of phenol by TiO2-based heterogeneous photocatalysts in presence of sunlight, Journal of Hydroenvironment Research, 3, 45–50.
    15.

10.   Akpan, U.G., Hameed,B.H., 2010. The advancements in sol–gel method of doped-TiO2 photocatalysts, Appl. Catal. A 375 1–11.

 

 

_||_


  1. Riaza,N., Chongb,F.K., Binay, K. D., Zakaria, B., Mana, M., Saqib, K., Ela, N., 2012. Photodegradation of Orange II under visible light using Cu–Ni/TiO2: Effect of calcination temperatureInternational,Chemical Engineering Journal, 185– 186,108-119.
    2.
  2. Borker, P., Salker A.V., 2006. Photocatalytic degradation of textile azo dye over Ce1−xSnxO2 series. Mater. Sci. Eng. B, 133, 55–60.
    3.
  3. Coleman H.M., Eggins, B.R., Byrne, J.A., Palmer, F.L., King, E., 2000. Photocataytic degradation of 17- ß-oestradiol on immobilized TiO2. Appl. Catal. B: Environ, 24 L1–L5.
    4.
  4. Khani, A., Sohrabi, M.R., Khosravi, M., Davallo, M. 2012. Decolorization of an azo dye from aqueous solution by nano zero valent iron immobilizied on perlit in semi bath paked bed reactor , Fresenius Enviromental Buulletin, 8a, 21.
    5.
  5. Balan, D.S., Monteneiro R.T., 2001.Decolorization of textile indigo dye by ligninolytic fungi. J biotechnol, 89,141-145.
    6.
  6. Beydoun, D., Aml, R., Low, G., and Mcevoy, S., 1999. Role of nanoparticles in photocatalysis, J. Nanopart. Res., 1, 439-458.
    7.
  7. Klavarioti, M., Mantzavinos, D., Kassinos, D. 2009., Removal of residual pharmaceuticals from aqueous systems by advanced oxidation processes. Environ. Int, 35, 402-417.
    8.
  8. Ahmed, S., Rasul, M.G., Martens, W.N., Brown, R. Hashib, M.A. 2010. Heterogeneous photocatalytic degradation of phenols in wastewater: a review on current status and developments, Desalination, 261, 3-8.
    9.
  9. Devi, L.G., Kottam, N., Murthy, B.N. Kummar, S.G., 2010. Enhanced photocatalytic activity of transition metal ions Mn2+, Ni2+ and Zn2+ doped polycrystalline titania for the degradation of Aniline Blue under UV/Solar light. J. Mol. Catal. A-Chem, 328, 44-52.
    10.
  10. Suwarnkar. M.B., Dhabbe R.S., Kadam. A.N., Garadkar. K.M., 2014. Enhanced photocatalytic activity of Ag doped TiO2 nanoparticles synthesized by a microwave assisted method, J. Ceramics International, 4, 5489-5496.
    11.
  11. Behnajady, M. A., Eskandarloo, H., 2013. Silver and copper co-impregnated onto TiO2-P25 nanoparticles and its photocatalytic activity, Chemical Engineering Journal, 228, 1207–1213.
    12.
  12. Liu, J., Zhang, Z., Yang, L. 2011., The Degradation of Reactive Black Wastewater by Fe/Cu Co-doped TiO2. J. International Journal of Chemistry., 3,3.
    13.
  13. Wang,W., Zhang, J., Chen, F., Anpo, D., 2008. Preparation and photocatalytiy roperties of Fe3+-doped Ag@TiO2 core–shell nanoparticle, J., Colloid and Interface Science, 323,182-186.
    14.
  14. Saravanan.P., Pakshirajan.K., Saha.P.,2009. Degradation of phenol by TiO2-based heterogeneous photocatalysts in presence of sunlight, Journal of Hydroenvironment Research, 3, 45–50.
    15.

10.   Akpan, U.G., Hameed,B.H., 2010. The advancements in sol–gel method of doped-TiO2 photocatalysts, Appl. Catal. A 375 1–11.

 

 

مقالات مرتبط

حقوق این وب‌سایت متعلق به سامانه مدیریت نشریات دانشگاه آزاد اسلامی است.
حق نشر © 1403-1400

صفحه اصلی| عضویت/ ورود| درباره سند| تماس با ما|
[English] [العربية] [en] [ar]