Journal of Mazandaran University of Medical Sciences

fa اکسیداسیون سونوکاتالیستی رنگ راکتیو بلو 29 توسط نانو ذرات N-doped TiO2 از محیط آبی Sonocatalytic Oxidation of Reactive Blue 29 by N-doped TiO2 from Aqueous Solution بهداشت محیط زیست Environmental Health پژوهشي-کامل Research(Original) سابقه و هدف: فرایند سونوکاتالیستی به عنوان یکی از روش‌های اکسیداسیون پیشرفته برای تجزیه آلاینده‌ها در محیط‌های آبی مورد توجه قرار گرفته است. بنابراین، هدف از این مطالعه افزایش راندمان فرایند سونوکاتالیستی به روش دابد کردن دی اکسید تیتانیوم با یک عنصر غیر فلزی مانند نیتروژن است. مواد و روش‌ها: در این مطالعه تجربی، TiO2 دابد شده با مقادیر مختلف نیتروژن به روش سل- ژل در آزمایشگاه سنتز شد و آنالیز های X-ray diffraction (XRD)، ﬁeld emission scanning electron microscopy (FE-SEM)، Energy dispersive X-ray analysis (EDX)  و UV–visible diffuse reflectance spectra (UV-visDRS) جهت تعیین خصوصیات نانوذرات سنتز شده استفاده گردید. فعالیت سونوکاتالیستی نانوذرات سنتز شده با بررسی تجزیه رنگ راکتیو بلو 29 تحت شرایط تابش امواج اولتراسونیک در حضور  TiO2 دابد شده با مقادیر مختلف نیتروژن و هم‌چنین تغیییرات pH و غلظت های مختلف رنگ مورد بررسی قرار گرفت. یافته‌ها: نتایج نشان داد که نانوذرات ساخته شده دارای اندازه‌ای در مقیاس نانومتری است که تمایل به آگلومره شدن دارد. بالاترین فعالیت سونوکاتالیستی برای نانوکاتالیست 0.6 N-doped TiO2 به مقدار 58 درصد بعد از 90 دقیقه حاصل شد. اثر pH اولیه محلول نشان داد که فعالیت سونوکاتالیستی با افزایش pH کاهش پیدا می‌کند. استنتاج: چنین فرایندی می تواند به عنوان یک روش موثر جهت تجزیه رنگ‌های نساجی مورد استفاده قرار گیرد. فعالیت بالای سونوکاتالیستی را می‌توان به کاهش شکاف انرژی نسبت داد. این مطالعه از مدل لانگمویر-هینشلوود (98/0 = R2) با ثابت سرعت واکنش mg L−1 min−1 01/0 در تجزیه سونوکاتالیتیکی رنگ پیروی گردید.   Background and purpose: Sonocatalytic process as an advanced oxidation process is considered for degradation of pollutants in aqueous solution. The aim of this study was to increase the removal of dye by doping of TiO2 with non-metal element such as nitrogen. Materials and methods: Un-doped and N-doped TiO2 nano-particles with different nitrogen contents were synthesized by a simple sol–gel method in laboratory. X-ray diffraction (XRD), Field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), Energy dispersive X-ray analysis (EDX), and UV–visible diffuse reflectance spectra (UV-vis DRS) were used for characterization of the synthesized nanoparticles. The sonocatalytic activity of synthesized nanoparticles was evaluated by investigating degradation of reactive blue 29 under ultrasonic radiation and the effects of nitrogen doping content, different initial pH of solution, and dye concentration. Results: The study showed that both un-doped and doped nano-particles were in nano-sized that tend to agglomerate. By using different nano-particles, the highest sonocatalytic activity was achieved by 0.6 N-doped TiO2 with 58 % after 90 min of ultrasonic irradiation. Effect of initial pH of aqueous solution showed that the sonocatalytic activity decreased by increase in initial pH. Conclusion: Sonocatalysis using N-doped TiO2 was found to be an effective method for degradation of textile dyes. The high sonocatalytic activity could be attributed to the band gap narrowing and anatase phase in TiO2 nanoparticles. Sonocatalytic degradation followed the Langmuir–Hinshelwood kinetic model (R2 = 0.98) with a rate constant of 0.01 mg L−1 min−1.   رنگ راکتیو بلو 29, دی اکسید تیتانیوم دابد شده با نیتروژن, فرایند سونوکاتالیستی Reactive blue 29, N-doped TiO2, Sonocatalytic process 157 169 http://jmums.mazums.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-9143-1&slc_lang=fa&sid=1 Hossein Kamani حسین کمانی 100319475328460098502 100319475328460098502 No Assistant Professor, Health Promotion Research Center, Zahedan University of Medical Sciences, Zahedan, Iran استادیار، دانشکده بهداشت، مرکز تحقیقات ارتقاء سلامت، دانشگاه علوم پزشکی زاهدان، زاهدان، ایران Simin Nasseri سیمین ناصری 100319475328460098503 100319475328460098503 No Center for Water Quality Research, Institute for Environmental Research, Tehran University of Medical Sciences, Tehran, Iran Professor, Department of Environmental Health Engineering, School of Public Health, Tehran University of Medical Sciences, Tehran, Iran مرکز تحقیقات کیفیت آب، پژوهشکده محیط زیست، دانشگاه علوم پزشکی تهران، تهران، ایران استاد، گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی تهران، تهران، ایران Ramin Nabizadeh رامین نبی زاده 100319475328460098504 100319475328460098504 No Center for Water Quality Research, Institute for Environmental Research, Tehran University of Medical Sciences, Tehran, Iran Professor, Department of Environmental Health Engineering, School of Public Health, Tehran University of Medical Sciences, Tehran, Iran مرکز تحقیقات کیفیت آب، پژوهشکده محیط زیست، دانشگاه علوم پزشکی تهران، تهران، ایران استاد، گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی تهران، تهران، ایران Mehdi Khoobi مهدی خوبی 100319475328460098505 100319475328460098505 No Center for Water Quality Research, Institute for Environmental Research, Tehran University of Medical Sciences, Tehran, Iran Professor, Department of Environmental Health Engineering, School of Public Health, Tehran University of Medical Sciences, Tehran, Iran مرکز تحقیقات کیفیت آب، پژوهشکده محیط زیست، دانشگاه علوم پزشکی تهران، تهران، ایران استاد، گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی تهران، تهران، ایران Davoud Ashrafi داود اشرفی 100319475328460098506 100319475328460098506 No Assistant Professor, School of Health, Guilan University of Medical Sciences, Rasht, Iran استادیار، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی گیلان، رشت، ایران Edris Bazrafshan ادریس بذرافشان 100319475328460098507 100319475328460098507 No Professor, Department of Environmental Health, Faculty of Health, Health Sciences Research Center, Torbat Heydariyeh University of Medical Sciences, Torbat Heydariyeh, Iran استاد، گروه بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، مرکز تحقیقات علوم بهداشتی، دانشگاه علوم پزشکی تربت حیدریه، تربت حیدریه، ایران Amir Hossein Mahvi امیرحسین محوی ahmahvi@yahoo.com 100319475328460098508 100319475328460098508 Yes Center for Water Quality Research, Institute for Environmental Research, Tehran University of Medical Sciences, Tehran, Iran Professor, Department of Environmental Health Engineering, School of Public Health, Tehran University of Medical Sciences, Tehran, Iran مرکز تحقیقات کیفیت آب، پژوهشکده محیط زیست، دانشگاه علوم پزشکی تهران، تهران، ایران استاد، گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی تهران، تهران، ایران