سنتز نانوکامپوزیت سوپرپارامغناطیسی اکسید آهن-اکسید تیتانیوم اصلاح شده و کاربرد آن در بهینه سازی حذف رنگ متیلن بلو

محورهای موضوعی : نانو شیمی و الکتروشیمی

سهیلا زارع ¹ (دانشجوی دکترا در دانشگاه یاسوج)

تاریخ دریافت : 1400/02/23 تاریخ پذیرش : 1400/04/13 تاریخ انتشار : 1400/07/01

کلید واژه: متیلن بلو, سیستئین, نانوفوتوکاتالیست مغناطیسی اصلاح شده, تیتانیوم دی اکسید,

چکیده مقاله :

رنگ‌زاهای سنتزی از آلاینده‌های متداول موجود در پساب‌های صنعتی هستند. یکی از بهترین راه‌های تصفیه پساب‌های صنعتی، استفاده از فعالیت فوتوکاتالیستی نیمه‌رساناها به ویژه تیتانیوم دی اکسید می باشد. در این پژوهش، ابتدا نانواکسید آهن به روش هم‌رسوبی سنتز و سپس نانوکامپوزیت اکسید آهن-اکسید تیتانیوم به روش سل ژل سنتز شد. به منظور اصلاح سطح از سیسنئین استفاده شد. استفاده از سیستئین، علاوه بر کاهش گاف انرژی تیتانیوم دی اکسید، سبب افزایش جذب مولکول های آلاینده ی متیلن بلو روی سطح فوتوکاتالیست تیتانیوم دی اکسید می شود. بررسی و شناسایی نانوذرات تیتانیوم دی اکسید مغناطیسی اصلاح شده با سیستئین (〖TiO〗_2.m@Cyc) با استفاده از آنالیزهای FTIR, XRD, EDX, FESEM, VSM صورت گرفت. سپس با استفاده از نرم افزار مینی تب و به روش طراحی آزمایش، پارامترهای اثرگذار بر فرآیند جذب مانند pH، زمان تابش، دما و میزان جاذب مصرفی بررسی و بهینه شد. نتایج نشان داد که شرایط بهینه‌ی آزمایش در 5/5= pH، زمان تابش 55 دقیقه، دمای 20 درجه‌ی سانتی‏گراد و میزان جاذب مصرفی 38 میلی‌گرم بر لیتر جاذب می‌باشد.

چکیده انگلیسی:

Synthetic dyes are a common contaminant in industrial effluents. One of the best ways to treat industrial effluents is to use the photocatalytic activity of semiconductors, especially titanium dioxide. In this study, first iron nanoxide was synthesized by co-precipitation method and then iron oxide-titanium oxide nanocomposite was synthesized by sol-gel method. Cisene was used to correct the surface. The use of cysteine, in addition to reducing the energy gap of titanium dioxide, increases the adsorption of methylene blue pollutant molecules on the surface of the titanium dioxide photocatalyst. Investigation and identification of cysteine-modified magnetic titanium dioxide nanoparticles Tio2.m@Cyc) was performed using FTIR, XRD, EDX, FESEM and VSM analyzes. Then, using the mini-tab software and experiment design method, the parameters affecting the adsorption process such as pH, irradiation time, temperature and the amount of adsorbent used were investigated and optimized. The results showed that the optimal test conditions were pH = 5.5, irradiation time 55 minutes, temperature 20 ° C and the amount of adsorbent used was 38 mg / l of adsorbent.