بررسی حذف کاتکول از محیط های آبی توسط روش ازناسیون کاتالیزوری با نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن دوپ شده با سیلیس و تیتانیوم دی اکسید: مطالعه سینتیکی

مجید کرمانی، majid kermani research center for environmental health technology, iran university of medical sciences, tehran, iranمرکز تحقیقات تکنولوژی بهداشت محیط، دانشگاه علوم پزشکی ایران، تهران، ایران مهدی فرزادکیا، mehdi farzadkia associate professor, department of environmental health engineering, school of public health, iran university of medical sciences, tehran, iranدانشیار، گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی ایران، تهران، ایران علی اسرافیلی، ali esrafili professor, department of environmental health engineering, school of public health, iran university of medical sciences, tehran, iranاستاد، گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی ایران، تهران، ایران سودا فلاح جوکندان، sevda fallah jokandan assistant professor, department of environmental health engineering, school of public health, iran university of medical sciences, tehran, iranتهران: دانشگاه علوم پزشکی ایران، دانشکده بهداشت مجتبی یگانه بادی، mojtaba yeganeh badi msc student in environmental health engineering, school of public health, iran university of medical sciences, tehran, iranدانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی ایران، تهران، ایران

چکیده

سابقه و هدف: کاتکول ترکیب آلی حلقوی با سمیت بالا است که در صنایع پتروشیمی، داروسازی و تولید آفت کش کاربرد دارد و در صورت تخلیه به محیط زیست، اثرات نامطلوبی بر سلامت انسان و محیط زیست می گذارد. هدف از این مطالعه حذف کاتکول توسط روش ازناسیون کاتالیزوری با نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن دوپ شده با سیلیس و تیتانیوم دی اکسید از محیط های آبی بود. مواد و روش ها: در این مطالعه بنیادی-کاربردی، ابتدا نانوذرات مغناطیسی fe3o4@sio2@tio2 با روش سل ژل سنتز شد. جهت تعیین مشخصات نانوذرات از آزمایش xrd، sem و edx استفاده گردید. سپس تأثیر پارامترهایی چون تاثیر ph محلول (10-2)، زمان واکنش (60-0 دقیقه)، دوز کاتالیست (3-2/0 گرم در لیتر)، غلظت اولیه کاتکول (1000-50 میلی گرم در لیتر)، آزمایش بازیافتی (7 مرتبه)، تعیین میزان معدنی سازی و تأثیر بدام انداز رادیکال بر کارایی حذف مورد بررسی قرار گرفت. غلظت باقیمانده کاتکول با استفاده از دستگاه کروماتوگرافی مایع با عملکرد بالا در طول موج 275 نانومتر اندازه گیری شد. یافته ها: ph بهینه برای فرایند ازن زنی کاتالیزوری برابر با 8 تعیین گردید. حداکثر کارایی فرآیند در شرایط بهینه (غلظت کاتکول 1000 میلی گرم در لیتر، 8=ph، دوز کاتالیست 3 گرم در لیتر و دوز ازن 38/0 گرم بر ساعت) پس از زمان تماس 60 دقیقه، برابر با 100 درصد تعیین گردید. سینتیک تجزیه کاتکول از مدل درجه یک پیروی کرد. میزان معدنی سازی پس از پایان زمان واکنش 5/91درصد تعیین گردید. قابلیت استفاده مجدد کاتالیست تا 7 مرتبه با کاهش راندمان حدود 4 درصد را داراست و بدام انداز رادیکال (1 گرم بر لیتر ترت بوتانول) راندمان حذف کاتکول را 16/4 درصد کاهش می دهد. استنتاج: فرایند ازن زنی کاتالیزوری با استفاده از نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن دوپ شده با سیلیس و تیتانیوم دی اکسید در ph قلیایی به طور موثری، غلطت های بالای کاتکول را حذف می نماید.