بررسی تاثیر پیش ماده های مس سولفید و تاثیر نسبت مس سولفید به آهن اکسید در فعالیت فوتوکاتالیستی چندسازه های مغناطیسی CuS/Fe3O4 برای حذف آنیلین زیر تابش نور مرئی

محورهای موضوعی : شیمی کاربردی

پروانه نخستین پناهی ¹ , فائزه پیروی ² , محمد حسین رسولی فرد ³

1 - دانشیار شیمی کاربردی، گروه شیمی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران.
2 - دانشجوی کارشناس ارشد شیمی کاربردی، گروه شیمی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران
3 - استاد شیمی کاربردی، گروه شیمی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران.

تاریخ دریافت : 1401/01/27 تاریخ پذیرش : 1401/05/10 تاریخ انتشار : 1401/06/01

کلید واژه: فوتوکاتالیست, Fe3O4, آنیلین, مس سولفید,

چکیده مقاله :

آنیلین یکی از ساده ترین ترکیب های آروماتیکی آمینی است که به شدت سمی و استنشاق این ماده موجب التهاب ریه ها می شود و در غلظت های بالا خوردن یا استنشاق بخار آن کشنده است. هدف از پژوهش حاضر، حذف آنیلین با فرایند فوتوکاتالیستی با مس سولفید زیر تابش نور مرئی است. در ابتدا تاثیر نوع پیش ماده های مس و گوگرد در تهیه مس سولفید بررسی شد، سپس، برای ایجاد ویژگی مغناطیسی در فوتوکاتالیست و جداسازی آسان آن از تعلیقه با آهنربا، چندسازه هایی با نسبت های متفاوت از مس سولفید و Fe3O4 مغناطیسی تهیه شد. برای بررسی ویژگی های فیزیکی و شیمیایی نمونه های تهیه شده از پراش پرتو ایکس، میکروسکوب الکترونی روبشی و طیف سنجی بازتابشی انتشاری فرابنفش-مرئی استفاده شد. بررسی فعالیت فوتوکاتالیستی نشان داد که مس سولفید تهیه شده با مس استات و تیواستامید، بیشترین فعالیت فوتوکاتالیستی را نسبت به مس سولفیدهای تهیه شده با پیش ماده های دیگر از خود نشان می دهد. همچنین، با افزودن Fe3O4 به مس سولفید افزون بر ایجاد ویژگی مغناطیسی، عملکرد فوتوکاتالیستی و در نتیجه درصد حذف آنیلین نیز افزایش می یابد.

چکیده انگلیسی:

Aniline is one of the simplest aromatic amine compounds, which is highly toxic. The aniline inhalation causes inflammation of the lungs and in high concentrations, eating or inhaling its vapor is fatal. The aim of the present study is to remove aniline by photocatalytic process with copper sulfide under visible light radiation. First, the effect of the type of copper and sulfur precursors in the synthesis of copper sulfide was investigated. Next, in order to create magnetic property in the photocatalyst and to easily separate it from the suspension by magnet, composites with different ratios of copper sulfide and magnetic Fe3O4 were prepared. The X-ray diffraction, scanning electron microscope and ultraviolet-visible emission reflection spectroscopy were used to survey the physical and chemical properties of the synthesized samples. The results revealed that copper sulfide synthesized with copper acetate and thioacetamide shows the highest photocatalytic activity compared to copper sulfides synthesized with other precursors. Also, by adding Fe3O4 to copper sulfide, in addition to creating magnetic property, the performance of photocatalysis and the percentage of aniline removal also increases.

منابع و مأخذ:

[1] Downing, R.S.; Kunkeler, P.J.; Van Bekkum, H.; Catalysis Today 37, 121-36, 1997.

[2] Delnavaz, M.; Ayati, B.; Ganjidoust, H.; Iranian Journal of Health and Environment 2, 76-87, 2009.

[3] Wang, G.C.; Wang, P.C.; Sci. Technol. Rev. 32, 72-8, 2014.

[4] Urata, M; Uchida, E; Nojiri, H; Omori, T; Obo, R; Miyaura, N; Ouchiyama, N.; Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry 68, 2457-65, 2004.

[5] Firoze, M.K.; Kaphalia, B.S.; Boor, P.J.; Ansari, G.A.; Archives of Environmental Contamination and Toxicology 24, 368-74, 1993.

[6] Tang, W.Z.; An, H.; Chemosphere 31, 4157-70, 1995.

[7] Ayodhya, D.; Veerabhadram, G.; Materials Today Energy 9, 83-113, 2018.

[8] Nezar, S.; Cherifi, Y.; Barras, A.; Addad, A.; Dogheche, E.; Saoula, N.; Laoufi, N.A.; Roussel, P.; Szunerits, S.; Boukherroub, R.; Arabian Journal of Chemistry 12, 215-224, 2019.

[9] Borah, D.; Saikia, P.; Sarmah, P.; Gogoi, D.; Rout, J.; NathGhosh, N.; Bhattacharjee, C.R.; Inorganic Chemistry Communications 142, 109608, 2022.

[10] Wang, Y; Liu, Q.; Wong, N.H; Sunarso, J.; Huang, J.; Dai, G.; Hou, X.; Li, X.; Ceramics International 48(2), 2459-2469, 2022.

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

[12] Ashouri, R.; Rasekh, B.; Kasaeian, A.; Sheikhpour, M.; Yazdian, F.; Dehghani Mobarakeh, M.; Journal of Molecular Modeling 27(3), 1-14, 2021.

[13] Gao, L.; Wang, E.; Lian, S.; Kang, Z.; Lan, Y.; Wu, D.; Solid State Communications 130, 309-12, 2004.

[14] Loekitowati Hariani, P.; Faizal, M.; Ridwan, R.; Marsi, M.; Setiabudidaya, D.; International Journal of Environmental Science and Development 4, 336-40, 2013.

[15] Wu, Z.C.; Li, W.P.; Luo, C.H.; Su, C.H.; Yeh, C.S.; Advanced Functional Materials 25, 6527-37, 2015.

[16] Mihaylov, B.V.; Hendrix, J.L.; Nelson, J.H.; Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry 72, 173-7, 1993.

[17] Cheng, H.; Huang, B.; Lu, J.; Wang, Z.; Xu, B.; Qin, X.; Zhang, X.; Dai, Y.; Physical Chemistry Chemical Physics 12, 15468-75, 2010.

[18] Zhang, Y.; Tang, Z.R.; Fu, X.; Xu, Y.J.; Applied Catalysis B: Environmental 106, 445-52, 2011.

[19] Ding, S.; Han, M.; Dai, Y.; Yang, S.; Mao, D.; He, H.; Sun, C.; ChemCatChem 11(15), 3490-3504, 2019.