۷ نتیجه برای نانوذره
افشین ملکی، یحیی زند سلیمی، مهرنوش جعفری، هیوا دارایی، شهرام صادقی،
دوره ۶، شماره ۵ - ( ۱۰-۱۳۹۴ )
چکیده
زمینه و هدف: رنگها علاوه بر اثرات منفی بر جنبههای زیباشناختی محیط، اثرات منفی بیولوژیک و شیمیایی جدی بر محیط زیست دارند. هدف از این تحقیق تعیین کارایی فرایند فتوکاتالیستی نانوذرات اکسید روی سنتز شده با روش هیدروترمال در حذف رنگزای اسید رد ۱۸ از محیط آبی میباشد.
روش کار: ابتدا طراحی و ساخت راکتور و منبع تابش صورت گرفت. سپس نانوذرات اکسید روی در آزمایشگاه سنتز و آماده گردید. انجام آزمایشات با تعیین pH اپتیمم در شرایط ثابت با pHهای (۴، ۷ و ۱۰) با زمان تماس (۱۰، ۲۰، ۳۰، ۴۵ و ۶۰) انجام شد. در ادامه با نگه داشتن pH اپتیمم تاثیر غلظت اولیه نانوذره (۲۵/۰، ۵/۰، ۱، ۲ و ۳) گرم در لیتر و غلظتهای مختلف رنگزای اسیدی قرمز ۱۸ (۱۰، ۲۵، ۵۰، ۱۰۰ و ۲۰۰) میلی گرم در لیتر مورد بررسی قرار گرفت.
یافتهها: نتایج نشان داد که کارایی حذف رنگزای اسیدی قرمز ۱۸ در فرآیندهای مورد مطالعه با pH اسیدی افزایش یافته به گونه ای که به ترتیب در pH اسیدی و قلیایی کارایی ۸۳ و ۱/۵۹% را داشته است. همچنین مشخص شد که با کاهش غلظت اولیه رنگزا، افزایش زمان تماس و غلظت نانوذره، کارایی حذف افزایش یافت.
نتیجه گیری: فرایند فتوکاتالیستی توام با نانوذرات اکسید روی سنتز شده با روش هیدروترمال، در حذف رنگزای اسیدی قرمز ۱۸ مناسب و از راندمان قابل توجهی برخوردار است. همچنین پیشنهاد میشود که کارایی فرایند مورد نظر در حذف سایر رنگها و آلایندهها بررسی گردد.
علیرضا رحمانی، حلیمه الماسی، سمیه باجلان، هادی رضایی وحیدیان، علیرضا زارعی، امیر شعبانلو*،
دوره ۸، شماره ۳ - ( ۴-۱۳۹۶ )
چکیده
زمینه و هدف: آنتی بیوتیکها به دلیل خاصیت تجمعی و مقاومت دارویی مشکلات عمده زیست محیطی ایجاد نمودهاند. هدف از این مطالعه بهینه سازی تجزیه سونوشیمیایی سیپروفلوکساسین در فرآیند US/PS/nZVI از محیطهای آبی با کاربرد روش طراحی ترکیبی مرکزی بود.
روش کار: در این مطالعه تجربی تاثیر پارامترهای مستقل نظیر: pH محلول، غلظت PS و nZVI در تجزیه سیپروفلوکساسین مورد بررسی قرار گرفت. بعد از بهینه سازی فرآیند، هم افزایی تجزیه و تاثیر زمان ماند تعیین شد. غلظت آنتی بیوتیک در تمامی نمونهها ثابت و برابر mg/L ۵۰ بود. اندازه گیری آنتی بیوتیک بر اساس کاهش COD مطابق دستورالعمل ۵۲۲۰ .C کتاب استاندارد متد انجام شد. برای تعیین ویژگی nZVI سنتز شده از تصویر میکروسکوپ عبور الکترونی (TEM) استفاده شد.
یافته ها: نتایج نشان داد pH اولیه محلول پارامتر اصلی در فرآیند مذکور بود و مقدار بهینه برابر ۵/۴ تعیین شد. در غلظت اولیه COD برابر mg/L ۱۹۵ (معادل mg/L ۵۰ آنتی بیوتیک)؛ غلظت بهینه PS و nZVI به ترتیب ۱۲۰۰ و mg/L ۱۲۰ بدست آمد. در این شرایط و بعد از min ۶۰ از فرآیند، کارایی حذف مشاهده شده در حدود ۵۷ % بدست آمد. برای فرآیند US/PS/nZVI هم افزایی تجزیه در شرایط بهینه در حدود ۵۵/۴۲ % بود. در بررسی تاثیر زمان ماند در شرایط بهینه، بعد از min ۱۸۰ درحدود ۹۴ % از COD حذف شد.
نتیجه گیری: نتایج حاصل از این مطالعه کارایی قابل قبول فرآیند US/PS/nZVI در تجزیه آنتی بیوتیک سیپروفلوکساسین را تایید کرد.
مریم خان احمدی، محمد حاج آقازاده، فتح اله غلامی بروجنی*،
دوره ۹، شماره ۱ - ( ۱-۱۳۹۷ )
چکیده
زمینه و هدف: هیدروکینون در صنعت به طور وسیعی استفاده می شود که برای ارگانیسمها، آبزیان، گیاهان و انسان سمی بوده و حذف آن از فاضلاب صنعتی و آب یک مشکل جدی میباشد. هدف از این مطالعه بررسی کارایی استفاده از فرایند اکسیداسیون فتوکاتالیستی (UV-Fe۲O۳) در حذف هیدروکینون از محلولهای آبی بود.
روش کار: این مطالعه از نوع مطالعات بنیادی- کاربردی بود. فرآیند اکسیداسیون هیدروکینون با اضافه کردن نانوذرات Fe۲O۳ به صورت سوسپانسیون در یک راکتور ناپیوسته شیشه ای به حجم ۵/۲ لیتر مطالعه شد. تاثیر متغیرهایی مانند غلظت آلاینده (۵۰-۱۰ میلی گرم در لیتر)، شدت تابش نور فرابنقش (۲۰-۱۲ وات در متر مربع)، غلظت نانوذرات اکسیدآهن (۲-۵/۰گرم در لیتر)، زمان واکنش (۹۰-۵ دقیقه) و pH (۵، ۷، ۱۰) بر راندمان فرایند اکسیداسیون فتوکاتالیستی و اثر فرایند بر بهبود قابلیت تصفیه بیولوژیکی این آلاینده مطالعه شد. برای ارزیابی اثرات اصلی و اثرات متقابل دوتایی عوامل مذکور بر راندمان حذف از آنالیز رگرسیون و تعیین ضریب همبستگی استفاده شد.
یافته ها: نتایج نشان داد که حداکثر راندمان حذف (۶۰%) در pH ۵/۷، غلظت۴۰ میلی گرم در لیتر آلاینده، زمان تماس ۶۰ دقیقه، مقدار نانو ذره ۱ گرم در لیتر و شدت تابش ۱۶ وات بر مترمربع بدست آمد. نسبت BOD۵/COD قبل از فرایند ۰۹/۰ بوده که به ۵۶/۰ بعد از فرآیند افزایش یافت.
نتیجه گیری: نتایج نشان داد که فرآیند /Fe۲O۳ UV میتواند به عنوان یک روش موثر در حذف هیدروکینون از محیطهای آبی بکار گرفته شود و قابلیت تجزیه بیولوژیکی هیدروکینون را افزایش دهد.
علیرضا پورخباز، امیر زیدی، فرزاد مهرجو*،
دوره ۱۰، شماره ۴ - ( ۱۰-۱۳۹۸ )
چکیده
زمینه و هدف: نیترات به دلیل حلالیت بسیار بالای آن به آسانی به درون خاک و سپس آبهای زیرزمینی نفوذ میکند. آبهای سطحی مانند دریاچهها، مخازن و رودخانه ها در معرض آلودگی با نیترات هستند. فرآیندهای فتوکاتالیستی به دلیل اکسیداسیون کامل، عدم تشکیل متابولیتهای چند سیکله و در دسترس بودن کاتالیستها از قابلیت بالایی برای حذف نیترات برخوردار هستند. هدف از این مطالعه بررسی حذف نیترات از محلولهای آبی با استفاده از فتوکاتالیست نانوذره دیاکسید تیتانیوم تحت تأثیر نور فرابنفش (UV) بود.
روش کار: این مطالعه تجربی آزمایشگاهی به صورت ناپیوسته با استفاده از فرآیند فتوکاتالیستی در یک راکتور به حجم ۱ لیتر و حاوی ۲۵۰ میلیلیتر نمونه با منبع تابش لامپ فرابنفش UVC دارای توان مصرفی ۹ وات انجام شد. همچنین از روش آماری سطح پاسخ CCD که یکی از روشهای استاندارد RSM میباشد، برای بررسی فاکتورهای pH، مقدار نانوذره دیاکسید تیتانیم، غلظت نیترات و زمان تماس استفاده شد.
یافته ها: یافتهها نشان دادند که که حذف نیترات از محلولهای آبی تحت تأثیر عواملی از جمله زمان تماس تابش نور فرابنفش، غلظت نیترات، مقدار نانوذره و pH میباشد. شرایط بهینه حذف نیترات براساس مدل مناسب به دست آمده از روش آماری سطح پاسخ شامل ۵۵/۰ گرم بر لیتر نانوذره دیاکسید تیتانیم، ۱۵/۳۵ میلیگرم بر لیتر غلظت نیترات، pH برابر با ۵ و زمان تماس ۰۲/۵۰ دقیقه برابر با ۵۹/۶۲ درصد بود.
نتیجهگیری: فرآیند مورد استفاده در این مطالعه با توجه به شرایط در نظر گرفته شده قادر به حذف نیترات از محلولهای آبی میباشد و تغییر دادن شرایط آزمایشگاهی میتواند در حذف آن مؤثر باشد. همچنین این فرآیند میتواند به عنوان یک راهکار اقتصادی و عملی برای حذف نیترات از آب آشامیدنی توصیه شود.
مجید هاشمی، حمیدرضا پورزمانی، فرشته خدری، سعید فدایی، نظام الدین منگلی زاده، نجفی، حامد محمدی، ایمان پارسه، سعید پرستار*،
دوره ۱۰، شماره ۴ - ( ۱۰-۱۳۹۸ )
چکیده
زمینه و هدف: زایلن به طور وسیعی به عنوان حلال در صنایع رنگ، چرم، ساخت حشره‌کش‌ها و سایر صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرد که میتواند باعث آلودگی منابع آب گردد. فرآیند جذب یکی از معمولترین فرآیندها محسوب میشود که برای تصفیه محلولهای آبی آلوده به زایلن مورد استفاده قرار می‌گیرد. لذا هدف از این مطالعه بررسی و مقایسه راندمان حذف و ایزوترمهای جذب زایلن سه جاذب نانوذره مغناطیسی (نانوذره آهن)، نانولوله کربنی تک جداره (SWCNT) و جاذب هیبریدی نانولوله کربنی تک جداره- نانوذره مغناطیسی (SWCNT-MN) بود.
روش کار: متغیرهای مورد بررسی در این مطالعه شامل غلظت زایلن، دز جاذب، زمان تماس و pH میباشد. در این مطالعه در مدت زمان ۲ تا ۲۰ دقیقه، میزان حذف زایلن توسط نانوراکتور هیبریدی SWCNT-MN ارزیابی گردید. برای بهینه سازی متغیرهای حذف زایلن از نرم‌افزار Design Expert از طریق روش Taghochi OA استفاده گردید. ایزوترم جذب زایلن توسط نرم‌افزار ISOFIT بررسی شد. اندازه گیری زایلن نیز با دستگاه GC/MS انجام گردید.
یافته ها: راندمان حذف زایلن توسط نانوذرات مغناطیسی (مگنتیک) Fe۳O۴، SWCNT و نانوراکتورهای SWCNT-MN به ترتیب ۸/۹۹، ۲/۹۹ و ۹/۹۹ درصد بود. بررسی ایزوترم جذب زایلن این سه جاذب نشان داد که ایزوترم GLF مناسبترین ایزوترم جذب برای هر سه جاذب میباشد.
نتیجه گیری: راندمان حذف زایلن توسط نانوراکتورهای SWCNT-MN با راندمان ستون نانو مغناطیسی اختلاف معنی‌داری نداشت ولی راندمان حذف زایلن توسط ستون نانوراکتورهای SWCNT-MN و ستون نانو مغناطیسی اختلاف معنی‌داری با راندمان ستون SWCNT داشت. همچنین مقایسه ظرفیت جذب جاذب‌های مورد استفاده نیز نشان داد که نانوراکتورهای SWCNT-MN دارای ظرفیت جذب بیشتری از نانوذرات مغناطیسی و SWCNTS میباشند.
بهنام خانی زاده، مرتضی خسروی، محمدعلی بهنژادی*، علی شامل، بهروز وحید،
دوره ۱۱، شماره ۳ - ( ۷-۱۳۹۹ )
چکیده
زمینه و هدف: رنگهای آلی از آلایندههای محیطزیستی میباشند، که از فاضلابهای صنعتی وارد منابع آبی میشوند. توسعه روشهای موثر برای حذف آلایندهها ضروری میباشد. هدف از این مطالعه بررسی کارایی فتوکاتالیستی نانوذرات ZnO خالص، دوپشده با Mg و La (۱ تا ۶ درصد وزنی) و نانوذرات Mg۵%-La۵%/ZnO و Mg۶%-La۴%/ZnO در حذف ردآمین B از محلولهای آبی با تابش UVC است.
روش کار: در این تحقیق نانوذرات به روش سل- ژل سنتز گردید. فعالیت فتوکاتالیستی آنها تحت تابش UVC در حذف ردآمین B در فتوراکتور ناپیوسته بررسی شد. غلظت ردآمین B در محلول آبی با اندازه‌گیری جذب در طول موج ماکزیمم ( nm۵۵۴) با اسپکتروفتومتر مرئی- فرابنفش انجام گردید. میزان درصد حذف در حضور نانوذرات در min ۲۱ تابش اشعه UVC، محاسبه و تجزیه و تحلیل شد. در ضمن مدل سینتیکی مناسب برای واکنش فتوکاتالیستی مورد بررسی قرار گرفت.
یافته ها: بعد از min ۲۱ تابش اشعه UVC درصد حذف RhB از ۵/۱۱ درصد (بدون حضور نانوذره) به ۸۴/۷۲ درصد (در حضور ZnO)، ۳۶/۹۴ درصد (در حضور (Mg۵%/ZnO، ۵۴/۸۸ درصد (در حضور La۴%/ZnO) و ۲۳/۹۶ درصد (در حضور Mg۵%-La۵%/ZnO) رسیده است. همچنین ثابتهای سینتیکی نانوذرات فعال محاسبه گردید.
نتیجه گیری: نتایج حاصل از این مطالعه نشان داد، که نانوذرات ZnO به عنوان یک فتوکاتالیست برای حذف ردآمین B از محلولهای آبی تحت تابش UVC موثر میباشد و با دوپ و کودوپکردن ZnO با یونهای Mg۲+ و La۳+ کارایی نانوذرات در حذف ردآمینB از محلولهای آبی افزایش مییابد. نتایج بررسی سینتیک واکنشها نشان داد که مدل مناسب سینتیکی، شبه درجه اول بود.
شایان خلیلی ارجقی، غلامرضا ابراهیم زاده رجائی، نوشین سجادی *، مرتضی کاشفی الاصل، ابراهیم فتائی،
دوره ۱۱، شماره ۳ - ( ۷-۱۳۹۹ )
چکیده
هدف و زمینه: ورود فلزات سنگین از منابع مختلف تأمین آب شرب از مشکلات اساسی کیفیت آب، به خصوص در مناطق صنعتی میباشد. هدف از این تحقیق، بررسی قابلیت حذف آلاینده های فلزی جیوه و آرسنیک از محلول های آبی با استفاده از نانوذرات اکسید آهن سنتز شده به روش سبز بود. برای این منظور از عصاره حاصل شده از یک نمونه گلسنگ بومی استان اردبیل جهت سنتز نانوذرات اکسید آهن به عنوان جاذب استفاده شد.
روش کار: برای تهیه نانوذرات اکسید آهن مغناطیس پذیر از یک روش رایج و سریع بنام روش همرسوبی استفاده شد. در این روش از مخلوط نمک آهن دو و سه ظرفیتی با نسبت استوکیومتری مشخص به حجم معینی از عصاره بدست آمده از گیاه Sinensis Ramalina (SR) اضافه میشود. به دلیل استفاده از گیاه گلسنگ در فرایند سنتز نانوذرات اکسیدآهن، به روش مورد استفاده در پژوهش حاضر، روش سنتز سبز نیز گفته میشود. جهت تأیید نانوذرات اکسیدآهن سنتزشده، از روشهای اسپکتروفتومتری مرئی- ماورای بنفش، XRD، FT-IR، SEM و آنالیز عنصری EDX استفاده شد.
یافته ها: در طیف حاصل شده از اسپکتروفتومتر، پیک ظاهر شده درcm-۱ ۵±۵۷۴ نشاندهنده انتقال الکترون اکسیژن به آهن سنتزشده از گلسنگ SR بود. طیف حاصل از XRD نیز تأییدکننده خلوص نانوذرات اکسید آهن میباشد، به طوریکه در موقعیتهای۲θ= ۳۰,۴۰, ۳۵.۷۵, ۴۳.۶۰, ۵۷.۹۰, ۶۳.۶۰ الگوی پراش به درستی حاصل شد. ماهیت کروی یکنواخت نانوذرات اکسیدآهن (III) با اندازه بین ۷۴/۳۱ الی ۹۱/۵۳ نانومتر که با استفاده از تصاویر SEM قابل مشاهده است. همچنین آنالیز EDX جهت نشان دادن ساختار عنصری تشکیل دهنده نانوذرات اکسید آهن سنتز شده، مورد استفاده قرار گرفت. آنالیز عنصری مشخص کرد که نانوذرات سنتز شده حاوی ۶۸/۱۹ درصد وزنی آهن و ۴۹/۵۱ درصد وزنی اکسیژن است.
نتیجه گیری: نتایج نشان داد که جیوه از مدل ایزوترم جذب لانگموئیر (۹۹۸/۰ R۲=) و آرسینیک از مدل ایزوترم جذب فروندلیچ (۹۶۸/۰ R۲=) تبعیت میکند و فرایند حذف در هر دو فلز خود به خودی و گرمازا است. دادههای بدستآمده از مطالعات سینتیکی حذف هر دو فلز از محلولهای آبی در مدل سینتیکی شبه مرتبه دوم با ضریب همبستگی مناسب بالای ۹۹/۰ برازش شدند. قابلیت حذف آرسنیک و جیوه توسط نانوذرات اکسید آهن مغناطیسیپذیر سنتزشده توسط عصاره گیاه SR به ترتیب ۰۲/۷۱ و ۸۴/۷۲ درصد در ۴pH= و غلظت اولیه ۵۰ میلی گرم بر لیتر بدست آمد.
