نشریه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب ایران

نشریه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب ایران

بهبود فرآیند فتوکاتالیستی تصفیه آب حاوی متیلن بلو با اصلاح سطح نانو ذره دی-اکسید تیتانیوم

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 استادیار، گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران
2 کارشناسی، مهندسی عمران – مهندسی محیط زیست، دانشگاه صنعتی نوشیروانی، بابل
3 گروه مهندسی عمران و محیط زیست، دانشکده مهندسی عمران و معماری، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران
10.22125/iwe.2024.471313.1822
چکیده
مواد موجود در فاضلاب رنگی، اثرات نامطلوب جبران ناپذیری را برای محیط زیست و انسان ها به وجود می آورند. روش های متفاوتی برای تصفیه فاضلاب رنگی وجود دارد که برخی بسیار زمان بر و برخی دیگر نیز بسیار پر هزینه هستند و دراین تحقیق از روشی مناسب و قابل قبول استفاده خواهد شد. نانو ذره دی اکسید تیتانیوم ماده ای نیمه هادی، با توانایی فتوکاتالیستی و اکسیداسیون بالا است. در این پژوهش انجام آزمایشات در شرایط محیط آزمایشگاه پیش فرض بود و با روش هم رسوبی، و با کمک امواج التراســونیـک، در مرحله اول نانـو ذرات دی اکسید تیتانیوم (P25-degussa) بر روی سطـح پرلیــت های انبساط یافتــه تثبیت شـد، در مرحله بعـد از نانو ذرات اکسیـد آهـن آلفا (α-Fe2O3) با هدف دوپاند نانو ذره دی اکسید تیتانیوم برای افزایش راندمان تصفیه فاضلاب رنگی حاوی متیلن بلو استفاده شد. آزمایشات در حضور نور فرابنفش انجام شد. شرایط بهینه برای رسیدن به مناسب ترین راندمان در pH برابر 11، در مدت زمان تابش نور یک ساعت، غلظت اولیه فاضلاب رنگی حاوی متیلن بلو برابر 10 میلی گرم بر لیتر و 5 گرم بر لیتر پرلیت های پوشش داده با نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم اصلاح شده با اکسید آهن آلفا بدست آمد که در این شرایط راندمان 7/99 درصد مشاهده شد. همچنین سطح پرلیت پس از قرار گیری نانو ذرات با استفاده از آزمایشات SEM و SEM-MAP مورد بررسی قرار گرفته است.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Improving the photocatalytic process of purifying water containing methylene blue by modifying the surface of titanium dioxide nanoparticles

نویسندگان English

Amir Hossein Norouzi 1
Sadra Safaei 2
Hossein Sasani 3
1 Assistant Professor, Technical and Engineering Faculty, Payame Noor University (PNU), Tehran, Iran
2 Master of science graduated, Faculty of Civil Engineering, Babol Noshirvani University of Technology, Iran
3 Department of Civil and Environmental Engineering, Faculty of Civil Engineering and Architecture, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran
چکیده English

TiO2 nanoparticle is a heterogeneous semiconductor material with a photocatalytic properties in irradiation condition of the light source with a below 387 nm wavelength (equal to the Titanium dioxide bandgap, 3.2 eV). due to the low toxicities (in comparison with other semiconductors), cheap preparation, and strong oxidation abilities, there is a huge demand for wastewater treatment. in this study, the surface of commercial titanium dioxide nanoparticles (TiO2-P25 Degussa) that placed and immobilized on the surface of Expanded perlite (EP) was modified with the help of the Ultrasonic Co-precipitation method with alpha-Iron oxide nanoparticles (α-Fe2O3) and obtained nanocomposite are evaluated for the purification of water contain Methylene blue (M.B) pollution in aqueous solution. experiments are set up in a batch reactor (50-milliliter beaker) contain 35 ml synthetic dye wastewater. for Titanium dioxide nanoparticles to become activated, used 3 Ultraviolet lamps (UV-C) with the wavelength 285/7 nm and power of irradiations equal to the 15 watt. experiments at three pH levels (3, 7 and 11) was performed, the highest decolorization methylene blue from the water was observed at the following condition, pH equal to 11, light irradiation time equal to one hour, initial concentration of methylene blue is 10 mg/L, and 5 g/L of coated perlites, in reactor, that reached 99.7 % decolorization. the surface of Expanded perlite before and after coating with TiO2 and α-Fe2O3 nanoparticles was study and investigated with SEM test, also the disperse of these nanoparticles at surface of expanded perlite was studied with an SEM-MAP analyst.

کلیدواژه‌ها English

Dye wastewater treatment
TiO2
Methylene Blue
α-Fe2O3