Journal of Mazandaran University of Medical Sciences

fa حذف فتوکاتالیستی رنگ اسیدبلو113 از محیط های آبی با استفاده از نانوکامپوزیت اکسید روی-کائولین در حضور نور مرئی Photocatalytic Removal of Acid Blue 113 Dye from Aqueous Solutions Using Zinc Oxide-Kaolin Nanocomposite under Visible Light Irradiation بهداشت محیط زیست Environmental Health پژوهشي-کامل Research(Original) سابقه و هدف: <a name="_Hlk104328355">صنایع نساجی </a>مقادیر زیادی پساب رنگی تولید می‌کنند. شایان ذکر است که رنگ‌های سنتتیک به دلیل مشخصات سمیّت و سرطان‌زایی، مشکلات جدّی برای سلامت انسان و موجودات آبزی ایجاد می‌کنند. بنابراین در این مطالعه، اسیدبلو113 به دلیل پایدار بودن و مقاومت بالا در برابر روش‌های معمول تصفیه، به‌عنوان آلاینده هدف انتخاب شده است. مواد و روش‌ها: <a name="_Hlk104328362">سنتز نانوکامپوزیت اکسید روی-کائولین با روش ساده هم</a>‌رسوبی انجام شد. ساختار کریستالی، گروه‌های عاملی، مورفولوژی و ترکیب عنصری نانوذرات سنتز شده به ترتیب توسط آنالیزهای XRD، FT-IR، SEM و EDX مشخص شد. سپس پاسخ فتوکاتالیستی این نانوکامپوزیت از طریق تخریب رنگ اسیدبلو113 در حضور نور مرئی بررسی شد. همچنین تأثیر پارامترهای عملیاتی مانند pH، مقدار کاتالیست، غلظت اولیّه رنگ اسیدبلو113، گازهای مختلف، انواع ترکیبات آلی و بازیافت کاتالیست بر عملکرد فتوکاتالیستی در راکتور ناپیوسته بررسی شد. یافته‌ها: <a name="_Hlk104328377">آنالیز </a>SEM، ساختار کروی نانوکامپوزیت اکسید روی-کائولین را تأیید کرد. حضور ترکیبات آلی در محیط آبی، کاهش کارایی حذف رنگ اسیدبلو113 را در پی داشت. بالاترین کارایی حذف (84/33 درصد) در مقدار کاتالیست g.L-1 0/4، غلظت اولیّه رنگ mg.L-1 20 و pH برابر با 7 به‌دست آمد. کاتالیست حاصله (اکسید روی-کائولین) در مقایسه با نانوذرات اکسید روی و کائولین، فعالیّت فتوکاتالیستی مؤثرتری در تخریب رنگ اسیدبلو113 نشان داد. تخریب رنگ اسید بلو113، از معادله سینتیکی درجه اول (Kobs برابر با min-1 0/122 و R2 برابر با 0/9516) و مدل لانگمویر- هینشلوود (KC برابر با mg.L-1.min-1 0/278 و KAB113 برابر با L.mg-1 0/128) تبعیّت کرد. استنتاج: عملکرد مطلوب سیستم اکسید روی-کائولین/ نور مرئی، کاربرد عملی این سیستم را در تصفیه آب تأیید نمود.   Background and purpose: Textile industries produce huge amounts of colored wastewater. Synthetic dyes cause serious problems to human health and aquatic organisms due to their toxic and carcinogenic properties. In this study, Acid Blue 113 (AB113), which is stable and persistent against conventional treatment methods was selected as the target contaminant. Materials and methods: The synthesis of the ZnO-Kaolin nanocomposite was performed by simple co-precipitation approach. The crystalline structure, functional groups, morphology, and elemental composition of the prepared samples were characterized using XRD, FT-IR, SEM and EDX analyses, respectively. Next, the photocatalytic response was evaluated via degradation of AB113 dye under visible irradiation. Also, the influences of operating parameters, including pH, catalyst value, initial AB113 concentration, various gases, organic compound types, and catalyst recycling on the photocatalytic performance were studied in a batch reactor. Results: The SEM analysis confirmed the ZnO-Kaolin spherical structure. Presence of organic compounds in the aqueous medium decreased AB113 removal efficiency. The highest removal efficiency (84.33%) was obtained at catalyst loading=0.4 g.L-1, initial dye concentration=20 mg.L-1, and pH=7. Compared with ZnO and Kaolin nanoparticles, the resulting catalyst (ZnO-Kaolin) exhibited significantly improved photocatalytic activity in AB113 degradation. The degradation of AB113 was found to follow the first order kinetic (Kobs: 0.122 min-1 and R2: 0.9516) and the Langmuir-Hinshelwood model (KC: 0.278 mg.L-1.min-1 and KAB113: 0.128 L.mg-1). Conclusion: The proficient performance of the LED/ZnO-Kaolin system illustrated that it can be used for practical applications in water treatment. اسیدبلو113, سینتیک, حذف فتوکاتالیستی, اکسید روی-کائولین, نور مرئی AB113, kinetic, photocatalytic removal, ZnO-Kaolin, visible irradiation 146 162 http://jmums.mazums.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-15250-1&slc_lang=fa&sid=1 Azita Mohagheghian آزیتا محققیان mohagheghian@yahoo.com 1003194753284600145240 1003194753284600145240 No Research Center of Health and Environment, Guilan University of Medical Sciences, Rasht, Iran . Associate Professor, Department of Environmental Health Engineering, School of Health, Guilan University of Medical Sciences, Rasht, Iran تحقیقات بهداشت و محیط زیست، دانشگاه علوم پزشکی گیلان، رشت، ایران . دانشیار، گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی گیلان، رشت، ایران Shabnam Hooshmand Rad شبنم هوشمند راد Shabnam.rad68@yahoo.com 1003194753284600145241 1003194753284600145241 No MSc in Environmental Health Engineering, School of Health, Guilan University of Medical Sciences, Rasht, Iran کارشناسی ارشد مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی گیلان، رشت، ایران Kobra Ayagh کبری ایاغ kobra.ayagh89@yahoo.com 1003194753284600145242 1003194753284600145242 No MSc in Environmental Health Engineering, School of Health, Guilan University of Medical Sciences, Rasht, Iran کارشناسی ارشد مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی گیلان، رشت، ایران Mehdi Shirzad-Siboni مهدی شیرزاد سیبنی mshirzadsiboni@yahoo.com, mshirzadsiboni@gums.ac.ir 1003194753284600145243 1003194753284600145243 Yes Research Center of Health and Environment, Guilan University of Medical Sciences, Rasht, Iran.Assistant Professor, Department of Environmental Health Engineering, School of Health, Guilan University of Medical Sciences, Rasht, Iran مرکز تحقیقات بهداشت و محیط زیست، دانشگاه علوم پزشکی گیلان، رشت، ایران.استادیار، گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی گیلان، رشت، ایران