fa بررسی حذف کاتکول از محیط‌های آبی توسط روش ازناسیون کاتالیزوری با نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن دوپ شده با سیلیس و تیتانیوم دی اکسید: مطالعه سینتیکی پژوهشي-کامل Research(Original) <p dir="RTL">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 می‌گذارد. هدف از این مطالعه حذف کاتکول توسط روش ازناسیون کاتالیزوری با نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن دوپ شده با سیلیس و تیتانیوم دی اکسید از محیط‌های آبی بود.</p> <p dir="RTL">مواد و روش‌ها: در این مطالعه بنیادی-کاربردی، ابتدا نانوذرات مغناطیسی <span dir="LTR">Fe₃O₄@SiO₂@TiO₂</span> با روش سل ژل سنتز شد. جهت تعیین مشخصات نانوذرات از آزمایش <span dir="LTR">XRD</span>، <span dir="LTR">SEM</span> و <span dir="LTR">EDX</span> استفاده گردید. سپس تأثیر پارامترهایی چون تاثیر <span dir="LTR">pH</span> محلول (10-2)، زمان واکنش (60-0 دقیقه)، دوز کاتالیست (3-2/0 گرم در لیتر)، غلظت اولیه کاتکول (1000-50 میلی‌گرم 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 اندازه‌گیری شد.</p> <p dir="RTL">یافته‌ها: <span dir="LTR">pH</span> 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=<span dir="LTR">pH</span>، 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 می‌دهد.</p> <p dir="RTL">استنتاج: فرایند ازن زنی کاتالیزوری با استفاده از نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن دوپ شده با سیلیس و تیتانیوم دی اکسید در <span dir="LTR">pH</span> قلیایی به طور موثری، غلطت‌های بالای کاتکول را حذف می نماید.</p> <p><strong>Background and purpose:</strong> Catechol is a ring form organic compound with high toxicity that is used in petrochemical, pharmaceutical and manufacturing of pesticide. It has adverse effects on human and environmental health if discharged into the environment. The purpose of this study was removal of catechol using catalytic ozonation using core-shell magnetic nanoparticles of iron oxide doped with silica and titanium dioxide from aqueous solution.</p> <p><strong>Materials and methods:</strong> We conducted a basic-applied study in which magnetic nanoparticle Fe₃O₄@SiO₂@TiO₂ was synthesized using sol-gel method. To determine the characteristics of nanoparticle, XRD, SEM and EDX tests were used. Then effect of different parameters on removal efficiency were investigated. These included solution pH (2-10), reaction time (0-60 min), dose of catalyst (0.2-3 gr/L), initial concentration of catechol (50-1000 mg/L), recycled test (7 times), and determining the mineralization and scavenger effect. The residual concentration of catechol was measured using high-performance liquid chromatography at 275 nm.</p> <p><strong>Results:</strong> The optimal pH for the catalytic ozonation process was 8. The maximum efficiency of the process in optimal conditions (catechol concentration 1000 mg/l, pH=8, catalyst dosage 3 gr/L and dose of ozone 0.38 gr/hr) was 100% after 60 minutes of contact time. Kinetics of degradation of catechol followed first degree model. After reaction time the amount of mineralization was 91.5%. Reusability of catalyst was done 7 times and its efficiency decreased by about 4%. Scavenger (1 gr/l tert-butanol) decreased removal of catechol by 4.16%.</p> <p><strong>Conclusion:</strong> The catalytic ozonation process using Fe₃O₄@SiO₂@TiO₂nanoparticles in an alkaline pH was found to be capable of eliminating high concentrations of catechol effectively.&nbsp;</p> ازن زنی کاتالیزوری, نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن دوپ شده با سیلیس و تیتانیوم دی اکسید , کاتکول catalytic ozonation, Fe3O4@SiO2@TiO2, catechol 139 154 http://jmums.mazums.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-29-449&slc_lang=fa&sid=1 Majid Kermani مجید کرمانی 100319475328460085243 100319475328460085243 No Research Center for Environmental Health Technology, Iran University of Medical Sciences, Tehran, Iran مرکز تحقیقات تکنولوژی بهداشت محیط، دانشگاه علوم پزشکی ایران، تهران، ایران Mehdi Farzadkia مهدی فرزادکیا 100319475328460085244 100319475328460085244 No Associate Professor, Department of Environmental Health Engineering, School of Public Health, Iran University of Medical Sciences, Tehran, Iran دانشیار، گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی ایران، تهران، ایران Ali Esrafili علی اسرافیلی 100319475328460085245 100319475328460085245 No Professor, Department of Environmental Health Engineering, School of Public Health, Iran University of Medical Sciences, Tehran, Iran استاد، گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی ایران، تهران، ایران Sevda Fallah Jokandan سودا فلاح جوکندان :Fallah.sevda@yahoo.com 100319475328460085246 100319475328460085246 Yes Assistant Professor, Department of Environmental Health Engineering, School of Public Health, Iran University of Medical Sciences, Tehran, Iran استادیار، گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی ایران، تهران، ایران Mojtaba Yeganeh Badi مجتبی یگانه بادی 100319475328460085247 100319475328460085247 No MSc Student in Environmental Health Engineering, School of Public Health, Iran University of Medical Sciences, Tehran, Iran دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی ایران، تهران، ایران