شیمى کاربردى روز

شیمى کاربردى روز

سنتز و بررسی عملکرد فوتوکاتالیستی نانوکامپوزیت مغناطیسی GO-PEI/CuFe2O4 برای تخریب رودامین B تحت تابش نور مرئی و ارزیابی سمیت گیاهی پساب تصفیه شده

نوع مقاله : مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان
1 ٖگروه شیمی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه جیرفت، جیرفت، ایران
2 گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه جیرفت، جیرفت، ایران.
چکیده
آلودگی منابع آبی ناشی از رنگ‌های آلی، به‌ویژه رودامین B، به دلیل پایداری شیمیایی و سمیت بالا، به یکی از چالش‌های مهم زیست‌محیطی تبدیل شده است. در این پژوهش، نانوکامپوزیت GO-PEI/CuFe₂O₄ به‌عنوان یک فوتوکاتالیست مغناطیسی با استفاده از روش رسوب‌دهی و خودآرایی سنتز شد و عملکرد آن در تخریب فوتوکاتالیستی رودامین B تحت تابش نور مرئی مورد بررسی قرار گرفت. ساختار و مورفولوژی نانوکامپوزیت با استفاده از آزمون‌های XRD، FTIR و TEM مشخصه‌یابی شد. سپس، اثر پارامترهای عملیاتی شامل pH محلول، غلظت اولیه رودامین B، مقدار فوتوکاتالیست و زمان تابش، با استفاده از روش بررسی تک‌عاملی بررسی شد. نتایج نشان داد که بهترین عملکرد در محدوده شرایط بررسی‌شده در pH برابر ۶، غلظت اولیه رودامین B برابر ۶ میلی‌گرم بر لیتر، مقدار فوتوکاتالیست ۰/۱ گرم بر لیتر و زمان تابش ۹۰ دقیقه حاصل شد که منجر به تخریب حدود ۹۴ درصد رودامین B گردید. تکرار آزمایش‌ها همراه با مقادیر اندک خطای استاندارد، تکرارپذیری و قابلیت اطمینان بالای فرآیند را تأیید کرد. همچنین، بررسی قابلیت استفاده مجدد فوتوکاتالیست نشان داد که پس از پنج چرخه متوالی، راندمان تخریب همچنان حدود ۸۷ درصد باقی ماند که بیانگر پایداری مناسب و قابلیت بازیابی مؤثر آن است. نتایج آزمون سمیت گیاهی نیز کاهش سمیت پساب تصفیه‌شده و بهبود جوانه‌زنی بذر عدس نسبت به نمونه اولیه را نشان داد. در مجموع، نانوکامپوزیت GO-PEI/CuFe₂O₄ با برخورداری از راندمان تخریب بالا، قابلیت بازیابی و استفاده مجدد، و کاهش سمیت پساب، گزینه‌ای مناسب برای حذف آلاینده‌های رنگی از محیط‌های آبی و کاربرد در فرآیندهای تصفیه فاضلاب محسوب می‌شود.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Synthesis and Photocatalytic Performance of a Magnetic GO- PEI/CuFe2O4 Nanocomposite for Visible-Light Degradation of Rhodamine B and Phytotoxicity Assessment of the Treated Effluent

نویسندگان English

Mohammadjavad Jahanshahi 1
Siamak Amiri Domari 2
1 Department of Chemistry, Faculty of Science, University of Jiroft, Jiroft, Iran
2 Department of Chemistry, Faculty of Science, University of Jiroft, Jiroft, Iran.
چکیده English

Pollution of water resources caused by organic dyes, especially rhodamine B, has become one of the major environmental challenges due to its chemical stability and high toxicity. In this study, GO-PEI/CuFe₂O₄ nanocomposite was synthesized as a magnetic photocatalyst using the precipitation and self-assembly method and its performance in the photocatalytic degradation of rhodamine B under visible light irradiation was investigated. The structure and morphology of the nanocomposite were characterized using XRD, FTIR and TEM tests. Then, the effects of operating parameters including solution pH, initial rhodamine B concentration, catalyst amount and irradiation time on the degradation efficiency were evaluated and The effects of operating parameters, including solution pH, initial RhB concentration, catalyst amount, and irradiation time, were investigated using a one-factor-at-a-time approach, and the best-performing conditions within the investigated ranges were identified. The results showed that The best performance within the investigated conditions was obtained at pH 6, an initial RhB concentration of 6 mg/L, a catalyst amount of 0.1 g/L, and an irradiation time of 90 min, resulting in a degradation efficiency of about 94%. Repeated experiments with small standard errors confirmed the high reproducibility and reliability of the process. Also, the reusability of the photocatalyst showed that after five consecutive cycles, the degradation efficiency remained around 87%, indicating its good stability and effective recyclability. The results of the phytotoxicity test also showed a reduction in the toxicity of the treated effluent and an improvement in lentil seed germination compared to the original sample. Overall, the GO-PEI/CuFe₂O₄ nanocomposite, with its high degradation efficiency, recyclability and reusability, and reduced effluent toxicity, is considered a suitable option for the removal of colored pollutants from aquatic environments and application in wastewater treatment processes.

کلیدواژه‌ها English

GO-PEI/CuFe₂O₄ nanocomposite
Rhodamine B
Photocatalytic degradation
Recyclability
Phytotoxicity

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 19 آبان 1405