بررسی حذف فتو کاتالیستی متیل اورانژ بوسیله ی نانو ذرات تیتانیوم دی اکسید اصلاح شده با نقره و کبالت
الموضوعات :
نسیم ضیایی فر
1
,
صابر خدایی
2
1 - استادیار گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه آزاد اسلامی واحد مراغه، ایران. *(مسوول مکاتبات)
2 - استادیار گروه آمار، دانشکده علوم پایه، دانشگاه آزاد اسلامی واحد مراغه، ایران.
تاريخ الإرسال : 18 الثلاثاء , ربيع الثاني, 1443
تاريخ التأكيد : 26 الثلاثاء , جمادى الأولى, 1444
تاريخ الإصدار : 28 الخميس , جمادى الأولى, 1444
الکلمات المفتاحية:
نقره و کبالت,
حذف آلاینده,
متیل اورانژ,
نانوذرات تیتانیوم دی اکسید اصلاح شده,
ملخص المقالة :
زمینه و هدف: در بررسی فعالیت فتو کاتالیستی نانو ذرات تیتانیوم دی اکسید اصلاح شده به منظور حذف آلاینده متیل اورانژ، پارامترهایی مانند مقدار غلظت آلاینده، مقدار فوتوکاتالیست،pH محلول و دمای کلسیناسیون مورد بررسی قرار گرفت.
روش بررسی: در این تحقیق، نانو ذرات Ag-Co/TiO2 به روش سل ژل سنتز گردید و بوسیله تکنیک های TEM، SEM، XRD و EDX مشخصه یابی شد. نتایج بررسی های پراش اشعه ایکس نشان داد که نشاندن همزمان نقره و کبالت تاثیری بر روی الگوی کریستالی تیتانیوم دی اکسید ندارد. تشکیل نانوذرات Ag-Co/TiO2 و اندازه ی تقریبی آنها با استفاده از طیف XRD تأیید و در حدود nm 270 می باشد. تصاویر TEM نیز با اندازه ی ذرات حدود nm 300 نتایج حاصله از XRD را تأیید می کند. مورفولوژی و خلوص این نانوذرات سنتز شده از طریق تصاویر SEM و EDX مورد بررسی قرار گرفت .نتایج آنالیز EDX نشان داد که نانو ذرات Ag-Co/TiO2 تهیه شده به روش سل- ژل، پیکی مربوط به ناخالصی در نمونه ندارد. فعالیت فوتوکاتالیزوری نانو ذرات Ag-Co/TiO2 تحت تابش نور مرئی در حذف آلاینده متیل اورائژ مورد ارزیابی قرار گرفت.
یافته ها: بررسی نتایج بیان کننده این است که میزان حذف آلاینده ها با استفاده از TiO2 سنتزی اصلاح شده با کبالت و نقره بیشتر از TiO2 دوپینگ شده با تک فلز می باشد. بیشترین درصد حذف متیل اورائژ توسط Ag-Co/TiO2 5/99% در مدت 75 دقیقه می باشد.
بحث و نتیجه گیری: غلظت های بهینه برای نقره و کبالت برای نانوذره اصلاح شده Ag-Co/TiO2 9/0 و 3/0 درصد مولی به ترتیب می باشند.
المصادر:
E.H., 2004, polymer chemistry and Hydrogel systems, Journal of Physics: Conference Series, Vol. 3, pp. 22-28.
DSL., Monteneiro RTR., 2001. Decolorization of textile indigo dye by ligninolytic fungi. J biotechnol, vol. 89, pp.141-145.
J.M., 1999. Heterogeneous photocatalysis: Fundamentals and applications to the removal of various types of aqueous pollutants. Catal. Today, vol. 53, pp. 115-129.
Klavarioti., Mantzavinos. D., Kassinos. D., 2009. Removal of residual pharmaceuticals from aqueous systems by advanced oxidation processes. Environ. Int, vol. 35, pp. 402-417.
Ahmed. P ., Rasul. S., Martens.M.G., Brown. W.N., Hashib. R., 2010. Heterogeneous photocatalytic degradation of phenols in wastewater. a review on current status and developments, Desalination, vol. 261 (1 - 2), pp. 3-8.
A., Rao. T.N., Tryk. D.A., 2000. Titanium dioxide photocatalysis. J. Photochem. Photobiol, vol. 1, pp. 1-21.
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, vol. 328, pp. 44-52.
U.G., Hameed. B.H., 2010. The advancements in sol–gel method of doped-TiO2 photocatalysts. Appl. Catal, vol. 375, pp. 1–11.
E.D., Borse. P.H., Jang. J.S., 2008. Hydrothermal synthesis of Cr and Fe co-doped TiO2 nanoparticle photocatalyst J. Ceram. Process Res. Vol. 9, pp. 250–253.
J., Zhang. Z., Yang. L., 2011. The Degradation of Reactive Black Wastewater by Fe/Cu Co-doped TiO2. J. International Journal of Chemistry , vol. 3, pp. 87-92
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, vol. 323, pp. 182-186.
P., Pakshirajan. K., Saha. P., 2009. Degradation of phenol by TiO2-based heterogeneous photocatalysts in presence of sunlight. Journal of Hydroenvironment Research, vol. 3, pp. 45–50.
H. Y., Chen. D .H., 2009.Fabrication and photocatalytic activities in visible and UV light regions of Ag@ TiO2 and NiAg@ TiO2. nanoparticles Nanotechnology, vol. 20, No. 10, 105704.
N., et al ., 2020. Evaluation of optimization removal of methyl orange from aqueous solutions with Ag, Co/TiO2 nano-particles by experimental design. J. Env. Sci. Tech, Vol. 22, No.5, pp. 303-311. (In Persian)
M.A., Eskandarloo. H., 2013. Silver and copper co- impregnated on to TiO2-P25 nanoparticles and its photocatalytic activity. Chemical Engineering Journal, vol. 228, pp. 1207–1213.
N., Oladegaragozy. A., Jafarzadeh. N., 2006. Decolorization of basic dye solutions by electrocoagulation: An investigation of the effect of operational parameters. J. Hazard. Mater, Vol. 129, pp. 116-122.
VK., et al., 2013. Remidiation and recovery of methyl orange from aqueous solution onto acrylic and grafted ficus caricnd fiber. Isotherms kinetics and thermodynamics. Journal of Molecular Liquids. Vol. 177, pp. 325-34.
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, vol. 4, pp. 5489-5496.
_||_
E.H., 2004, polymer chemistry and Hydrogel systems, Journal of Physics: Conference Series, Vol. 3, pp. 22-28.
DSL., Monteneiro RTR., 2001. Decolorization of textile indigo dye by ligninolytic fungi. J biotechnol, vol. 89, pp.141-145.
J.M., 1999. Heterogeneous photocatalysis: Fundamentals and applications to the removal of various types of aqueous pollutants. Catal. Today, vol. 53, pp. 115-129.
Klavarioti., Mantzavinos. D., Kassinos. D., 2009. Removal of residual pharmaceuticals from aqueous systems by advanced oxidation processes. Environ. Int, vol. 35, pp. 402-417.
Ahmed. P ., Rasul. S., Martens.M.G., Brown. W.N., Hashib. R., 2010. Heterogeneous photocatalytic degradation of phenols in wastewater. a review on current status and developments, Desalination, vol. 261 (1 - 2), pp. 3-8.
A., Rao. T.N., Tryk. D.A., 2000. Titanium dioxide photocatalysis. J. Photochem. Photobiol, vol. 1, pp. 1-21.
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, vol. 328, pp. 44-52.
U.G., Hameed. B.H., 2010. The advancements in sol–gel method of doped-TiO2 photocatalysts. Appl. Catal, vol. 375, pp. 1–11.
E.D., Borse. P.H., Jang. J.S., 2008. Hydrothermal synthesis of Cr and Fe co-doped TiO2 nanoparticle photocatalyst J. Ceram. Process Res. Vol. 9, pp. 250–253.
J., Zhang. Z., Yang. L., 2011. The Degradation of Reactive Black Wastewater by Fe/Cu Co-doped TiO2. J. International Journal of Chemistry , vol. 3, pp. 87-92
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, vol. 323, pp. 182-186.
P., Pakshirajan. K., Saha. P., 2009. Degradation of phenol by TiO2-based heterogeneous photocatalysts in presence of sunlight. Journal of Hydroenvironment Research, vol. 3, pp. 45–50.
H. Y., Chen. D .H., 2009.Fabrication and photocatalytic activities in visible and UV light regions of Ag@ TiO2 and NiAg@ TiO2. nanoparticles Nanotechnology, vol. 20, No. 10, 105704.
N., et al ., 2020. Evaluation of optimization removal of methyl orange from aqueous solutions with Ag, Co/TiO2 nano-particles by experimental design. J. Env. Sci. Tech, Vol. 22, No.5, pp. 303-311. (In Persian)
M.A., Eskandarloo. H., 2013. Silver and copper co- impregnated on to TiO2-P25 nanoparticles and its photocatalytic activity. Chemical Engineering Journal, vol. 228, pp. 1207–1213.
N., Oladegaragozy. A., Jafarzadeh. N., 2006. Decolorization of basic dye solutions by electrocoagulation: An investigation of the effect of operational parameters. J. Hazard. Mater, Vol. 129, pp. 116-122.
VK., et al., 2013. Remidiation and recovery of methyl orange from aqueous solution onto acrylic and grafted ficus caricnd fiber. Isotherms kinetics and thermodynamics. Journal of Molecular Liquids. Vol. 177, pp. 325-34.
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, vol. 4, pp. 5489-5496.
