تخریب فتوکاتالیستی و سونوکاتالیستی رنگ راکتیو قرمز 195 در حضور نانوذرات اکسید مس سنتز شده از عصاره دانههای اسپند
الموضوعات :
نانومواد
رضا فکری
1
,
سید احمد میرباقری
2
,
ابراهیم فتائی
3
,
غلامرضا ابراهیمزاده رجائی
4
,
لعبت تقوی
5
1 - گروه علوم محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران، ایران
2 - گروه مهندسی محیط زیست، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران
3 - گروه علوم و مهندسی محیط زیست، واحد اردبیل، دانشگاه آزاد اسلامی، اردبیل، ایران
4 - گروه شیمی، واحد اردبیل، دانشگاه آزاد اسلامی، اردبیل، ایران
5 - گروه علوم محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران، ایران
تاريخ الإرسال : 09 الخميس , ربيع الثاني, 1444
تاريخ التأكيد : 09 الخميس , ربيع الثاني, 1444
تاريخ الإصدار : 27 الأحد , ربيع الأول, 1444
الکلمات المفتاحية:
سینتیک,
ایزوترم,
نانوذرات اکسید مس,
رنگ راکتیو قرمز 195,
حذف فتوکاتالیستی و سونوکاتالیستی,
ملخص المقالة :
در این پژوهش، برای حذف رنگ راکتیو قرمز 195 از پساب سنتتیک، از روشهای اکسیداسیون فتوکاتالیستی و سونوکاتالیستی در حضور نانوذرات اکسید مس استفاده شد. ابتدا نانوذرات CuO با استفاده از عصاره بذر اسپند سنتز شد و صحت سنتز با آزمونهای XRD، SEM، EDX، FTIR و TEM تأیید گردید. در ادامه، مکانیسم حذف رنگ توسط نانوذرات CuO با مدلهای سینتیکی شبه درجه اول، شبه درجه دوم، الوویچ و نفوذ درون ذرهای مورد ارزیابی قرار گرفت. جهت مشخص شدن تعادل حذف، از ایزوترم های لانگمویر، فروندلیچ و تمکین در شرایط تاریکی استفاده شد. نتایج نشان داد که متوسط اندازه نانوذرات CuO در حدود nm 33 و مورفولوژی نانوذرات کروی شکل است. حداکثر مقدار حذف رنگ در فرآیند فتوکاتالیستی در شرایط بهینه (4pH=، دوز نانوذرهg 1/0، غلظت رنگmg/L 20 و زمانmin 45) %86 و در فرآیند سونوکاتالیستی در شرایط بهینه (2pH=، دوز نانوذرهg 08/0، غلظت رنگmg/L 20 و زمانmin 45) %58 حاصل شد. با توجه به دادههای تجربی حاصل از آزمایش و ضرایب همبستگی خطی، سینتیک واکنش در هر دو فرآیند فتوکاتالیستی و سونوکاتالیستی، بیشترین مطابقت را با مدل سینتیکی شبه درجه دوم دارد. همچنین نتایج نشان داد که ایزوترم لانگمویر با ضریب همبستگی خطی 964/0 برای توصیف فرآیند تعادلی حذف رنگ توسط نانوذرات اکسید مس در شرایط تاریکی مناسب میباشد.
المصادر:
D. Saratale, R.G. Saratale, S.K. Cho, G. Ghodake, R.N. Bharagava, Y. Park, S.I. Mulla, D.S. Kim, A. Kadam, S. Nair, Journal of Alloys and Compounds, 833, 2020, 155083.
Iqbal, J. Jacob, A. Mahmood, K. Mehboob, K. Mahmood, A. Ali, T.H. Bukhari, M. Adrees, M. Ibrahim, M. Ahmad, Physica B: Condensed Matter, 588, 2020, 412210.
Arshad, T. Bokhari, T. Javed, I. Bhatti, S. Rasheed, M. Iqbal, A. Nazir, S. Naz, M. Khan, M. Khosa, Journal of Materials Research and Technology, 9, 2020, 3168.
Legrouri, E. Khouya, H. Hannache, M. El Hartti, M. Ezzine, R. Naslain, Chemistry International, 3, 2017, 301.
H.C. Lacerda, F.C. Monteiro, J.R. Kloss, S.T. Fujiwara, Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, 388, 2020, 112084.
S. Yusuff, L.T. Popoola, E.I. Aderibigbe, Journal of Environmental Chemical Engineering, 8, 2020, 103907.
Renda, L. Goulart, C. Fernandes, L. Mascaro, J. De Aquino, R. Bertholdo, Journal of Environmental Chemical Engineering, 9, 2021, 104934.
Dhiman, T. Mehta, A. Kumar, G. Sharma, M. Naushad, T. Ahamad, G.T. Mola, Advanced Powder Technology, 31, 2020, 4585.
Yang, Z. Wu, Y. Yang, Y. Li, L. Zhang, Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers, 119, 2021, 128.
Zanias, Z. Frontistis, J. Vakros, O.S. Arvaniti, R.S. Ribeiro, A.M. Silva, J.L. Faria, H.T. Gomes, D. Mantzavinos, Ultrasonics sonochemistry, 64, 2020, 105045.
Li, Z. Fan, L. Zhang, Y. Li, C. Chen, R. Zhao, W. Zhu, Journal of Solid State Chemistry, 269, 2019, 465.
López, A. Ortíz, F. Muñoz-Muñoz, D. Dominguez, J.D. de León, J.E. Galindo, T. Hogan, S. Gómez, H. Tiznado, G. Soto–Herrera, Journal of Physics and Chemistry of Solids, 150, 2021, 109869.
Bansal, G.R. Chaudhary, S. Mehta, Chemical Engineering Journal, 280, 2015, 475.
Gnanamozhi, V. Renganathan, S.M. Chen, V. Pandiyan, M.A. Arockiaraj, N.S. Alharbi, S. Kadaikunnan, J.M. Khaled, Ceramics International, 46, 2020, 18322.
P. Rao, V.K. Ponnusamy, J.J. Wu, A.M. Asiri, S. Anandan, Journal of Environmental Chemical Engineering, 6, 2018, 6059.
Rezaei-Aghdam, A. Shamel, M. Khodadadi-Moghaddam, G. Ebrahimzadeh Rajaei, S. Mohajeri, Asian Journal of Nanosciences and Materials, 4, 2021, 188.
Rezaei-Aghdam, A. Shamel, M. Khodadadi-Moghaddam, G.E. Rajaei, S. Mohajeri, Research on Chemical Intermediates, 47, 2021, 1759.
E. Rajaei, H. Aghaie, K. Zare, M. Aghaie, Research on Chemical Intermediates, 39, 2013, 3579.
Safarkar, G. Ebrahimzadeh Rajaei, S. Khalili-Arjagi, Asian Journal of Nanosciences and Materials, 3, 2020, 157.
K. Arjaghi, M.K. Alasl, N. Sajjadi, E. Fataei, G.E. Rajaei, Biological Trace Element Research, 199, 2021, 763.
P. Kumar, M.L.D. Bhatlu, K. Sukanya, S. Karthikeyan, N. Jayan, Materials Today: Proceedings, 37, 2021, 3028.
C. Mali, A. Dhaka, C.K. Githala, R. Trivedi, Biotechnology Reports, 27, 2020, e00518.
Pakzad, H. Alinezhad, M. Nasrollahzadeh, Ceramics International, 45, 2019, 17173.
Vaidehi, V. Bhuvaneshwari, D. Bharathi, B.P. Sheetal, Materials Research Express, 5, 2018, 085403.
Ebrahimzadeh Rajaei, H. Aghaie, K. Zare, M. Aghaie, Journal of Physical & Theoretical Chemistry, 9, 2012, 137.
Verma, V. Kumar, A. Katoch, Materials Science in Semiconductor Processing, 76, 2018, 55.
Velsankar, V. Muthulakshmi, S. Sudhahar, Journal of Environmental Chemical Engineering, 8, 2020, 104123.
Elango, M. Deepa, R. Subramanian, A. Mohamed Musthafa, Polymer-Plastics Technology and Engineering, 57, 2018, 1440.
M. Mohammed, T.H. Mubark, R.M. Al-Haddad, International Journal of Applied Engineering Research, 13, 2018, 10559.
Jamil, R. Abbasi, S. Abbasi, M. Imran, S.U. Khan, A. Ihsan, S. Javed, H. Bokhari, Frontiers in Microbiology, 7, 2016, 1580.
Suresh, S. Karthikeyan, K. Jayamoorthy, Journal of Science: Advanced Materials and Devices, 1, 2016, 343.
Renuga, J. Jeyasundari, A.S. Athithan, Y.B.A. Jacob, Materials Research Express, 7, 2020, 045007.
A. Mohamed, Heliyon, 6, 2020, e03123.
Aghajari, H. Yonesi, N. Bahramifar, Z. Ghasemi, Journal of Mazandaran University of Medical Sciences, 27, 2017, 137.
Song, L. Chen, J. Hu, R. Richards, Nanotechnology, 20, 2009, 275707.
Ebrahimzadeh Rajaei, A. Vojood, Iranian Journal of Chemistry and Chemical Engineering, 38, 2019, 91.
A. Khattab, M.Y. Ghaly, L. Österlund, M.E. Ali, J.Y. Farah, F.M. Zaher, M. I. Badawy, Desalination and Water Treatment, 48, 2012, 120.
K. Gupta, R. Chandra, I. Tyagi, M. Verma, Journal of Colloid and Interface Science, 478, 2016, 54.
Li, X. Wang, H. Huo, Z. Li, J. Shi, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 587, 2020, 124322.
Mohammadnia, A. Naghizadeh, Journal of Birjand University of Medical Sciences, 23, 2016, 29.
E. Kartal, G.D. Turhan, Desalination and Water Treatment, 48, 2012, 199.
Kakarndee, S. Nanan, Journal of Environmental Chemical Engineering, 6, 2018, 74.
Fatimah, R. Nurillahi, I. Sahroni, G. Fadillah, B.H. Nugroho, A. Kamari, O. Muraza, Journal of Water Process Engineering, 37, 2020, 101418.
Asadi, R. Nateghi, S. Nasseri, M. Mohammadiyan, H. Mohammadi, G. Bonyadinejad, Journal of Water and Wastewater; Ab va Fazilab, 23, 2012, 78.
Zulfiqar, S. Sufian, N.E. Rabat, N. Mansor, Journal of Molecular Liquids, 308, 2020, 112941.
Khalili Arjaghi, G. Ebrahimzadeh Rajaei, N. Sajjadi, M. Kashefi Alasl, E. Fataei, Journal of Health, 11, 2020, 397.
Farghali, M. Bahgat, M. Khedr, Beni-Suef University Journal of Basic and Applied Sciences, 2, 2013, 61.
H. Tran, A.H. Le, T.H. Pham, D.T. Nguyen, S.W. Chang, W.J. Chung, D.D. Nguyen, Science of the Total Environment, 725, 2020, 138325.
Mishra, S. Sahoo, A. Debnath, K. Muthe, N. Das, P. Parhi, Advanced Powder Technology, 31, 2020, 4552.
E. Rajaei, S. Khalili-Arjaghi, E. Fataei, N. Sajjadi, M. Kashefi-Alasl, Comptes Rendus. Chimie, 23, 2020, 563.
M. Naghizade Asl, N.M. Mahmodi, P. Teymouri, B. Shahmoradi, R. Rezaee, A. Maleki, Desalination and Water Treatment, 57, 2016, 25278.
_||_
D. Saratale, R.G. Saratale, S.K. Cho, G. Ghodake, R.N. Bharagava, Y. Park, S.I. Mulla, D.S. Kim, A. Kadam, S. Nair, Journal of Alloys and Compounds, 833, 2020, 155083.
Iqbal, J. Jacob, A. Mahmood, K. Mehboob, K. Mahmood, A. Ali, T.H. Bukhari, M. Adrees, M. Ibrahim, M. Ahmad, Physica B: Condensed Matter, 588, 2020, 412210.
Arshad, T. Bokhari, T. Javed, I. Bhatti, S. Rasheed, M. Iqbal, A. Nazir, S. Naz, M. Khan, M. Khosa, Journal of Materials Research and Technology, 9, 2020, 3168.
Legrouri, E. Khouya, H. Hannache, M. El Hartti, M. Ezzine, R. Naslain, Chemistry International, 3, 2017, 301.
H.C. Lacerda, F.C. Monteiro, J.R. Kloss, S.T. Fujiwara, Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, 388, 2020, 112084.
S. Yusuff, L.T. Popoola, E.I. Aderibigbe, Journal of Environmental Chemical Engineering, 8, 2020, 103907.
Renda, L. Goulart, C. Fernandes, L. Mascaro, J. De Aquino, R. Bertholdo, Journal of Environmental Chemical Engineering, 9, 2021, 104934.
Dhiman, T. Mehta, A. Kumar, G. Sharma, M. Naushad, T. Ahamad, G.T. Mola, Advanced Powder Technology, 31, 2020, 4585.
Yang, Z. Wu, Y. Yang, Y. Li, L. Zhang, Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers, 119, 2021, 128.
Zanias, Z. Frontistis, J. Vakros, O.S. Arvaniti, R.S. Ribeiro, A.M. Silva, J.L. Faria, H.T. Gomes, D. Mantzavinos, Ultrasonics sonochemistry, 64, 2020, 105045.
Li, Z. Fan, L. Zhang, Y. Li, C. Chen, R. Zhao, W. Zhu, Journal of Solid State Chemistry, 269, 2019, 465.
López, A. Ortíz, F. Muñoz-Muñoz, D. Dominguez, J.D. de León, J.E. Galindo, T. Hogan, S. Gómez, H. Tiznado, G. Soto–Herrera, Journal of Physics and Chemistry of Solids, 150, 2021, 109869.
Bansal, G.R. Chaudhary, S. Mehta, Chemical Engineering Journal, 280, 2015, 475.
Gnanamozhi, V. Renganathan, S.M. Chen, V. Pandiyan, M.A. Arockiaraj, N.S. Alharbi, S. Kadaikunnan, J.M. Khaled, Ceramics International, 46, 2020, 18322.
P. Rao, V.K. Ponnusamy, J.J. Wu, A.M. Asiri, S. Anandan, Journal of Environmental Chemical Engineering, 6, 2018, 6059.
Rezaei-Aghdam, A. Shamel, M. Khodadadi-Moghaddam, G. Ebrahimzadeh Rajaei, S. Mohajeri, Asian Journal of Nanosciences and Materials, 4, 2021, 188.
Rezaei-Aghdam, A. Shamel, M. Khodadadi-Moghaddam, G.E. Rajaei, S. Mohajeri, Research on Chemical Intermediates, 47, 2021, 1759.
E. Rajaei, H. Aghaie, K. Zare, M. Aghaie, Research on Chemical Intermediates, 39, 2013, 3579.
Safarkar, G. Ebrahimzadeh Rajaei, S. Khalili-Arjagi, Asian Journal of Nanosciences and Materials, 3, 2020, 157.
K. Arjaghi, M.K. Alasl, N. Sajjadi, E. Fataei, G.E. Rajaei, Biological Trace Element Research, 199, 2021, 763.
P. Kumar, M.L.D. Bhatlu, K. Sukanya, S. Karthikeyan, N. Jayan, Materials Today: Proceedings, 37, 2021, 3028.
C. Mali, A. Dhaka, C.K. Githala, R. Trivedi, Biotechnology Reports, 27, 2020, e00518.
Pakzad, H. Alinezhad, M. Nasrollahzadeh, Ceramics International, 45, 2019, 17173.
Vaidehi, V. Bhuvaneshwari, D. Bharathi, B.P. Sheetal, Materials Research Express, 5, 2018, 085403.
Ebrahimzadeh Rajaei, H. Aghaie, K. Zare, M. Aghaie, Journal of Physical & Theoretical Chemistry, 9, 2012, 137.
Verma, V. Kumar, A. Katoch, Materials Science in Semiconductor Processing, 76, 2018, 55.
Velsankar, V. Muthulakshmi, S. Sudhahar, Journal of Environmental Chemical Engineering, 8, 2020, 104123.
Elango, M. Deepa, R. Subramanian, A. Mohamed Musthafa, Polymer-Plastics Technology and Engineering, 57, 2018, 1440.
M. Mohammed, T.H. Mubark, R.M. Al-Haddad, International Journal of Applied Engineering Research, 13, 2018, 10559.
Jamil, R. Abbasi, S. Abbasi, M. Imran, S.U. Khan, A. Ihsan, S. Javed, H. Bokhari, Frontiers in Microbiology, 7, 2016, 1580.
Suresh, S. Karthikeyan, K. Jayamoorthy, Journal of Science: Advanced Materials and Devices, 1, 2016, 343.
Renuga, J. Jeyasundari, A.S. Athithan, Y.B.A. Jacob, Materials Research Express, 7, 2020, 045007.
A. Mohamed, Heliyon, 6, 2020, e03123.
Aghajari, H. Yonesi, N. Bahramifar, Z. Ghasemi, Journal of Mazandaran University of Medical Sciences, 27, 2017, 137.
Song, L. Chen, J. Hu, R. Richards, Nanotechnology, 20, 2009, 275707.
Ebrahimzadeh Rajaei, A. Vojood, Iranian Journal of Chemistry and Chemical Engineering, 38, 2019, 91.
A. Khattab, M.Y. Ghaly, L. Österlund, M.E. Ali, J.Y. Farah, F.M. Zaher, M. I. Badawy, Desalination and Water Treatment, 48, 2012, 120.
K. Gupta, R. Chandra, I. Tyagi, M. Verma, Journal of Colloid and Interface Science, 478, 2016, 54.
Li, X. Wang, H. Huo, Z. Li, J. Shi, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 587, 2020, 124322.
Mohammadnia, A. Naghizadeh, Journal of Birjand University of Medical Sciences, 23, 2016, 29.
E. Kartal, G.D. Turhan, Desalination and Water Treatment, 48, 2012, 199.
Kakarndee, S. Nanan, Journal of Environmental Chemical Engineering, 6, 2018, 74.
Fatimah, R. Nurillahi, I. Sahroni, G. Fadillah, B.H. Nugroho, A. Kamari, O. Muraza, Journal of Water Process Engineering, 37, 2020, 101418.
Asadi, R. Nateghi, S. Nasseri, M. Mohammadiyan, H. Mohammadi, G. Bonyadinejad, Journal of Water and Wastewater; Ab va Fazilab, 23, 2012, 78.
Zulfiqar, S. Sufian, N.E. Rabat, N. Mansor, Journal of Molecular Liquids, 308, 2020, 112941.
Khalili Arjaghi, G. Ebrahimzadeh Rajaei, N. Sajjadi, M. Kashefi Alasl, E. Fataei, Journal of Health, 11, 2020, 397.
Farghali, M. Bahgat, M. Khedr, Beni-Suef University Journal of Basic and Applied Sciences, 2, 2013, 61.
H. Tran, A.H. Le, T.H. Pham, D.T. Nguyen, S.W. Chang, W.J. Chung, D.D. Nguyen, Science of the Total Environment, 725, 2020, 138325.
Mishra, S. Sahoo, A. Debnath, K. Muthe, N. Das, P. Parhi, Advanced Powder Technology, 31, 2020, 4552.
E. Rajaei, S. Khalili-Arjaghi, E. Fataei, N. Sajjadi, M. Kashefi-Alasl, Comptes Rendus. Chimie, 23, 2020, 563.
M. Naghizade Asl, N.M. Mahmodi, P. Teymouri, B. Shahmoradi, R. Rezaee, A. Maleki, Desalination and Water Treatment, 57, 2016, 25278.