بررسی تخریب متیلن بلو از محلول های آبی با استفاده از نانوکامپوزیت پرلیت-کبالت اکسید-گرافن اکسید کاهش یافته

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان

گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه آیت الله العظمی بروجردی (ره)، بروجرد، ایران

چکیده

با رشد جمعیت و گسترش صنعت و کشاورزی، آب سالم در جهان دچار کمبود شده ­است، در نتیجه ضرورت تصفیه و بازیابی آب­ های مصرفی اهمیت ویژه ­ای پیدا کرده ­است. در میان آلاینده­ ها، مواد رنگ­زا از مهم­ ترین آلاینده­ های محیط زیست هستند متیلن بلو از جمله رنگ ­هایی است که در صنعت نساجی و داروسازی­ کاربرد فراوان دارد و حضور آن در محیط زیست باعث آسیب­ های جدی می ­شود. در این مطالعه، نانوکامپوزیت پرلیت–کبالت اکسید–گرافن اکسید کاهش­ یافته با اندازه nm  50-40 با استفاده از روش درجا ساخته شد و با روش ­های طیف سنجی تبدیل فوریه فروسرخ(FT-IR) ، آنالیز پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی ((SEM، طیف‌سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (EDX)  و طیف مرئی- فرابنفش بازتاب نفوذی UV-DRS)) مورد بررسی و تأیید قرارگرفت. تخریب متیلن بلو با استفاده از نانوکامپوزیت پرلیت–کبالت اکسید–گرافن اکسید کاهش­ یافته به عنوان فوتوکاتالیست تحت تأثیر نور LED مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت و بهترین نتیجه در 11= pH ، 1/0 گرم فوتوکاتالیست و ppm 10 متیلن بلو در مدت زمان 60 دقیقه به­ دست آمد. نتیجه ­ها نشان داد که تخریب متیلن بلو به ­وسیله نانوکامپوزیت پرلیت – کبالت اکسید – گرافن اکسید کاهش­ یافته، مطابق با سینتیک شبه درجه اول است و نانوکامپوزیت پرلیت – کبالت اکسید – گرافن اکسید  کاهش­ یافته کارایی مناسبی برای تخریب رنگدانه متیلن بلو دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

مراجع

[1] Pekdemir T., Keskinler B., Yildiz E., Akay G., Process Intensification in Wastewater Treatment: Ferrous Iron Removal by a Sustainable Membrane Bioreactor System, J. Chem. Technol. Biotechnol, 78(7): 773-780 (2003).
[2] صباغی، ص.، دوراقی، ف.، تخریب فتوکاتالیستی متیلن بلو به کمک نانوکامپوزیت 2ZnO/SnO، نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران، (2)36: 141 تا 149(1396).
[3] Nassar M.M., El-Geundi M.S., Comparative Cost of Color Removal from Textile Effluents using Natural Adsorbents, J. Chem. Technol. Biotechnol, 50(2): 257-264 (1991).
[4] Kunde G.B., Sehgal, B., Ganguli A.K., Synthesis of Mesoporous Rebar MWCNT/Alumina Composite (RMAC) Nodules for the Effective Removal of Methylene Blue and Cr (VI) from an Aqueous Medium, J. Hazard. Mater, 374: 140-151 (2019).
[5] Ali S.A., Yaagoob I.Y., Mazumder M.A.J., Al-Muallem H.A., Fast Removal of Methylene Blue and Hg(II) from Aqueous Solution using a Novel Super-Adsorbent Containing Residues of Glycine and Maleic Acid, J. Hazard. Mater, 369: 642-654 (2019).
[6] Rida K., Bouraoui S., Hadnine S., Adsorption of Methylene Blue from Aqueous Solution by Kaolin and Zeolite, Appl. Clay Sci, 83-84: 99-105 (2013).
[7] Hoc Thang N., Sy Khang D., Duy Hai T., Thi Nga D., Dinh Tuan P., Methylene Blue Adsorption Mechanism of Activated Carbon Synthesised from Cashew Nut Shells, RSC Adv. 11: 26563-26570 (2021).
[8] Uddin M.T., Islam M.A., Mahmud S., Rukanuzzaman M., Adsorptive Removal of Methylene Blue by Tea Waste, J. Hazard. Mater, 164: 53-60 (2009).
[9] Zhang W., Zhou C., Zhou W., Lei A., Zhang Q., Wan Q., Zou B., Fast and Considerable Adsorption of Methylene Blue Dye onto Graphene Oxide, Bull Environ Contam Toxicol, 87: 86-90 (2011).
[10] Almeida C.A.P., Debacher N.A., Downs A.J., Cottet L., Mello C.A.D., Removal of Methylene Blue from Colored Effluents by Adsorption on Montmorillonite Clay, J. Colloid Interface Sci., 332: 46-53 (2009).
[11] Wang L., Wang A., Removal of Methylene Blue from Aqueous Solution using Chitosan-g-poly(Acrylic Acid)/Montmorillonite Superadsorbent Nanocomposite, Colloids Surf. A: Physicochem. Eng., 322: 47-53 (2008).
[12] Koe W.S., Lee J.W., Chong W.C., Pang Y.L., Sim L.C., An Overview of Photocatalytic Degradation: Photocatalysts, Mechanisms, and Development of Photocatalytic Membrane, Environ. Sci. Pollut. Res., 27: 2522-2565 (2020).
[13] Asif S.A.B., Khan S.B., Asiri A.M., Efficient Solar Photocatalyst based on Cobalt Oxide/Iron Oxide Composite Nanofibers for the Detoxification of Organic Pollutants, Nanoscale Res. Lett., 9: 510 (2014).
[14] Tang L., Cai Y., Yang G., Liu Y., Zeng G., Zhou Y., Li S., Wang J., Zhang S., Fang Y., He Y., Cobalt Nanoparticles-Embedded Magnetic Ordered Mesoporous Carbon for Highly Effective Adsorption of Rhodamine B, Appl. Surf. Sci., 314: 746-753 (2014).
[15] Qu Y., Wu Z., Huang R., Qi W., Su R., He Z., Adsorptive Removal of Ni(ii) Ions from Aqueous Solution and the Synthesis of a Ni-Doped Ceramic: An Efficient Enzyme Carrier Exhibiting Enhanced Activity of Immobilized Lipase, RSC Adv., 6: 64581-64588 (2016).
[16] Khan M.J., Husain Q., Ansari S.A., Polyaniline-Assisted Silver Nanoparticles: A Novel Support for the Immobilization of α-Amylase, Appl. Microbiol. Biotechnol., 97: 1513-1522 (2013).
[17] Devi R., Pundir C.S., Construction and Application of an Amperometric Uric Acid Biosensor based on Covalent Immobilization of Uricase on Iron Oxide Nanoparticles/Chitosan-g-Polyaniline Composite Film Electrodeposited on Pt Electrode, Sens. Actuators B Chem., 193: 608-615 (2014).
[18] Zhu Y., Murali S., Cai W., Li X., Suk J.W., Potts J.R., Ruoff R.S., Graphene and Graphene Oxide: Synthesis, Properties, and Applications, Adv. Mater. Lett., 22: 3906-3924 (2010).
[19] Namasivayam C., Prabha D., Kumutha M., Removal of Direct Red and Acid Brilliant Blue by Adsorption on to Banana Pith, Bioresour. Technol., 64(1): 77-79 (1998).
[20] Rashad AM., A Synopsis about Perlite as Building Material – A Best Practice Guide for Civil Engineer, Construction and Building Materials, 121: 338-53 (2016).
[21] Yilmazer S., Ozdeniz M.B., The Effect of Moisture Content on Sound Absorption of Expanded Perlite Plates, Build. Environ., 40(3): 311-318 (2005).
[22] Sengul O., Azizi S., Karaosmanoglu F., Tasdemir M.A., Effect of Expanded Perlite on the Mechanical Properties and Thermal Conductivity of Lightweight Concrete, Energ. Buildings., 43(2): 671-676 (2011).
[23] Huang Z., Zeng X., Li K., Gao S., Wang Q., Lu J., Z-Scheme NiTiO3/g-C3N4 Heterojunctions with Enhanced Photoelectrochemical and Photocatalytic Performances under Visible LED Light Irradiation, ACS Appl. Mater. Interfaces., 9: 41120-41125 (2017).
[24] Kolvari E., Koukabi N., Hosseini M.M., Perlite: a Cheap Natural Support for Immobilization of Sulfonic Acid as a Heterogeneous Solid Acid Catalyst for the Heterocyclic Multicomponent Reaction, J. Mol. Catal. A. Chem., 397: 68-75 (2015).
[25] انصاری ر.، محمودی ن.، استوار ف.، سنتز و کاربرد نانوذرات منگنز دی اکسید برای حذف مالاشیت سبز از آب: مطالعات ایزوترم، ترمودینامیک و سنتیکی، نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران، (1)38: 17 تا 28 (1396).
[26] Sultan M., Javeed A., Uroos M., Imran M., Jubeen F., Nouren S., Saleem N., Bibi I., Masood R., Ahmed W., Linear and Crosslinked Polyurethanes based Catalysts for Reduction of Methylene Blue, J. Hazard. Mater., 344: 210-219 (2018).
[27] آل یاسین س.ا.، خوش گفتار م.، مختاری م.، مختارانی ن.، یوسف زاده ع.، بررسی مقایسه‌ای کارآیی جذب رنگ Methylene Blue  با استفاده از گرانول مرجان آهکی و گرانول لیکا از فاضلاب مصنوعی، مجله دانش و تندرستی، (2)12: 32 تا 41 (1396).
[28] Baharlouei A., Jalilnejad E., Sirousazar M., Investigation of the Adsorption Efficiency of Methylene Blue on Iranian Luffa Cylindrica: Effects of Temperature and pH, Appl. Chem., 12: 193-212 (2017).

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار