مهندسی شیمی ایران

مهندسی شیمی ایران

حذف هم‌زمان کروم (VI) و متیلن آبی با نانوفتوکاتالیست کامپوزیتی تیتانیومدیاکسید/ گرافن‌اکسید/نانولولۀکربنی و P25

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
مینا مسعودی 1
شیوا سالم 2
1 کارشناسی ارشد مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی ارومیه
2 استاد گروه مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی ارومیه
10.22034/ijche.2024.423590.1366
چکیده
هدف‌از تحقیق حاضر، نشان‌دادن تأثیر فتوکاتالیست­ های تیتانیوم­دی­اکسید/گرافن­ اکسید/ نانولولۀ کربنی و فتوکاتالیست تجاری تیتانیوم‌دی­ اکسید P25 در حذف هم‌زمان کروم شش‌ظرفیتی و متیلن آبی تحت تابش نور خورشید در فصل­های تابستان و پاییز و هم‌چنین تحت تابش نور مرئی است. باتوجه‌به حضور هم‌زمان این آلاینده ­ها در پساب صنایع مختلف، بررسی تأثیر تخریب هریک از آلاینده­ ها بر آلایندۀ دیگر اهمیت ویژه­ای دارد. بدین منظور، فتوکاتالیست تیتانیوم ­دی­ اکسید/ گرافن ­اکسید/نانولولۀ­کربنی با روش سل-ژل سنتز شده و مشخصه ­یابی فتوکاتالیست ­ها با پراش‌سنجی پرتو ایکس و میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی انجام شده‌است. نتایج نشان می­ دهد که حضور متیلن آبی تأثیر چندانی بر راندمان حذف کروم شش‌ظرفیتی ندارد؛ ولی حضور کروم موجب کاهش 40% و 46% متیلن آبی به‌ترتیب درحضور P25 و فتوکاتالیست سنتزشده می­ شود. منبع تابش نیز تأثیر بسیاری بر عملکرد فتوکاتالیست­ ها دارد، به‌طوری‌که درحضور P25 با تغییر منبع تابش از نور خورشید به مرئی، راندمان حذف هم‌زمان کروم و متیلن آبی به‌ترتیب حدود 60% و 40% کاهش می ­یابد.
کلیدواژه‌ها
راه‌کارهای سازگاری
کروم (VI)
متیلن آبی
فتوکاتالیست P25
تیتانیوم دی‌اکسید/ گرافن‌اکسید/نانولولۀ‌کربنی
حذف هم‌زمان

موضوعات

عنوان مقاله English

Simultaneous Removal of Chromium (VI) and Methylene Blue by Nano Titanium Dioxide/ Graphene Oxide/ Carbon Nanotube Photocatalyst and P25

نویسندگان English

M. Masoudi 1
Sh. Salem 2
1 M. Sc. in Chemical Engineering, Urmia University of Technology
2 Professor of Chemical Engineering, Urmia University of Technology
چکیده English

The aim of this research is to evaluate the photocatalytic performance of titanium dioxide/graphene oxide/carbon nanotube photocatalyst and commercial titanium dioxide P25 on the simultaneous removal of Cr(VI) and methylene blue under visible light irradiation and various outdoor climate conditions in summer and autumn as natural irradiation sources. Actually, some of the industrial wastewaters contain both Cr(VI)  and methylene blue at the same time. For overcoming the actual environmental issues simultaneous removal of these inevitably coexisting pollutants in industrial wastewaters is of great of importance. For this purpose, the titanium dioxide/graphene oxide/carbon nanotube photocatalyst was synthesized by sol-gel method and characterized by X-ray diffraction analysis and field emission scanning electron microscopy.
The results show that the existence of methylene blue does not have significant effect on the removal efficiency of Cr(VI). Nevertheless, when Cr(VI) are added, the degradation of methylene blue decreases to 40 and 46% in the presence of P25 and synthesized photocatalyst, respectively. The source of radiation has a great effect on the performance of photocatalysts. In the presence of P25, changing the source of radiation from sunlight to visible light results in significant reduction of photocatalytic performance. The simultaneous removal efficiency of Cr(VI) and methylene blue decreases to 60% and 40%, respectively under visible light irradiation.
 

کلیدواژه‌ها English

Cr(VI)
Methylene Blue
P25 Photocatalyst
Titanium Dioxide/ Graphene Oxide/ Carbon Nanotube
Simultaneous Removal
[1]        Ghafouri Taleghani, H., & Darvishi, A. (2021). Biosorption of Cobalt from Mahshahr Petrochemical Wastewater Using Saccharomyces Cerevisiae. Nashrieh Shimi va Mohandesi Shimi Iran, 40(1), 165-174.
[2]        Xue, H., Wang, X., Xu, Q., Dhaouadi, F., Sellaoui, L., Seliem, M. K., ... & Li, Q. (2022). Adsorption of methylene blue from aqueous solution on activated carbons and composite prepared from an agricultural waste biomass: A comparative study by experimental and advanced modeling analysis. Chemical engineering journal, 430, 132801.
[3]        Zadmehr, L., & Salem, S. (2021). Sol-gel and hydrothermal technical ability in synthesis of magnetic anatase-graphene oxide nanocomposite with excellent photoactivity. Materials Science and Engineering: B, 268, 115122.
[4]        Singh, A., Pal, D. B., Mohammad, A., Alhazmi, A., Haque, S., Yoon, T., ... & Gupta, V. K. (2022). Biological remediation technologies for dyes and heavy metals in wastewater treatment. New insight. Bioresource Technology, 343, 126154.
[5]        Golmohammadi, M., Hanafi-Bojd, H., & Shiva, M. (2023). Photocatalytic degradation of ciprofloxacin antibiotic in water by biosynthesized silica supported silver nanoparticles. Ceramics International, 49(5), 7717-7726.
[6]        Salem, S., Kazemi, P. (2018). Investigating the structure, performance and application of photoreactors Based on titanium dioxide. Iranian Chemical Engineering Journal. 16(94), 41-58.
[7]        Zamani, S., & Salem, S. (2021). Couple of graphene oxide and functionalized carbon nanotubes for dye degradation enhancement of anatase under visible light and solar irradiation. Environmental Science and Pollution Research, 28, 32763-32776.
[8]        Ghanbari, S., Givianrad, M. H., & Aberoomand Azar, P. (2019). Simultaneous reduction of Cr (VI) and degradation of azo dyes by F-Fe-codoped TiO2/SiO2 photocatalysts under visible and solar irradiation. Canadian Journal of Chemistry, 97(9), 659-671.
[9]        Bai, X., Wan, J., Jia, J., Hu, X., He, Y., He, C., ... & Fan, J. (2018). Simultaneous photocatalytic removal of Cr (VI) and RhB over 2D MoS2/Red phosphorus heterostructure under visible light irradiation. Materials Letters, 222, 187-191.
[10]      Cai, L., Xiong, X., Liang, N., & Long, Q. (2015). Highly effective and stable Ag3PO4–WO3/MWCNTs photocatalysts for simultaneous Cr (VI) reduction and orange II degradation under visible light irradiation. Applied Surface Science, 353, 939-948.
[11]      Ghorbani, M., & Salem, S. (2021). Solar treatment of sewage discharged from industrial estate for reduction of chemical oxygen demand over Degussa P-25 titania. Chemosphere, 265, 129123.
[12]      Gan, L., Geng, A., Song, C., Xu, L., Wang, L., Fang, X., ... & Mei, C. (2020). Simultaneous removal of rhodamine B and Cr (VI) from water using cellulose carbon nanofiber incorporated with bismuth oxybromide: The effect of cellulose pyrolysis temperature on photocatalytic performance. Environmental research, 185, 109414.
[13]      Behnajady, M. A., Mansoriieh, N., Modirshahla, N., & Shokri, M. (2012). Influence of operational parameters and kinetics analysis on the photocatalytic reduction of Cr (VI) by immobilized ZnO. Environmental technology, 33(3), 265-271.
[14]      Rezaei, M., & Salem, S. (2016). Photocatalytic activity enhancement of anatase–graphene nanocomposite for methylene removal: degradation and kinetics. Spectrochimica Acta Part A. Molecular and Biomolecular Spectroscopy, 167, 41-49.
مهندسی شیمی ایران
دوره 23، شماره 137
بهمن و اسفند 1403
صفحه 75-87