بررسی کارآیی نانو فوتوکاتالیست های TiO2 درحذف همزمان هیومیک اسید و آلودگی های بیولوژیکی (E.Coli) از آب های آلوده تحت تابش نور فرابنفش

نوع مقاله: مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 تبریز، دانشگاه شهید مدنی آذربایجان، دانشکده علوم پایه، گروه شیمی

2 زنجان،دانشگاه زنجان،دانشکده علوم پایه، گروه شیمی

3 تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تبریز، گروه مهندسی شیمی

چکیده

آلودگی منابع آب آشامیدنی به مواد آلی طبیعی (هیومیک اسید) و آلودگی های بیولوژیکی اشرشیاکلی حتی به مقادیر ناچیز در طی فرآیند گندزدایی آب توسط ماده کلر منجر به تشکیل محصولات جانبی گندزدایی متاثر بر سلامت بشر و دیگر موجودات می گردد. در کار پژوهشی حاضر قابلیت حذف هیومیک اسید و اشرشیاکلی از آب های آلوده با استفاده از نانو فتوکاتالیست های تیتانیوم دی اکسید تحت تابش نور فرا بنفش مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا ویژگی های نانو ذرات TiO2 با استفاده از میکروسکوپ روبشی الکترونی وپراش اشعه  Xتعیین شد. نمونه های آب حاوی مقادیر مختلف هیومیک اسید و باکتری اشرشیاکلی در فتوراکتور طراحی شده در معرض فتوکاتالیست TiO2 و تابش نورUV  (W30) قرار داده شدند. در فرایند فتوکاتالیستی تاثیر پارامترهای عملیاتی شدت نور، مقدار کاتالیست و زمان واکنش مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که در شرایط مناسب یعنی مقدار فتوکاتالیست 245 میلی­گرم بر لیتر، مدت زمان 85 دقیقه و شدت نور 140 وات بر متر مربع، درصد حذف جذب در 254 نانومتر بیش از94 درصد و حذف کل کربن آلی بیش از 70 درصد می­باشد. همچنین فرآیند فتوکاتالیستی بطور موثری موجب غیر فعالسازی باکتری اشرشیاکلی می­شد. 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation on TiO2 nanophotocatalysts performance in simultaneous removal of hiumic acid and biological contaminants (E.Coli) from contaminated water under UV light irradiation

نویسندگان [English]

  • alireza amanighadim 1
  • mirsaeed dorraji 2
  • khalil lotfihayayee 3
چکیده [English]

Contamination of drinking water by organic materials (humic acid) and biological contamination (E.coli) even in small amounts during the water disinfection process by chlorine cause to the formation of disinfection by-products those impacts on human and other creatures’ health. In this study the ability of TiO2 to remove humic acid and E.coli from contaminated water was investigated. At first, using scanning electron microscopy (TEM) and XRD, the properties of TiO2 nanoparticles were determined. The samples of water containing different amount of humic acid and E.coli and TiO2 were inserted in photoreactor under UV (30W) irradiation. The effect of operational parameters including light intensity, TiO2 dosage and time was investigated. The results of experiments were revealed that under suitable conditions ([TiO2]= 245 mg/L, light intensity= 140 W/m2 and time=85 min) more than 94% of absorption in 254 nm and 70% total organic carbon were removed. Also, the photocatalytic process caused to inactivate the E.Coli, effectively. 

[1] K. Young and B. Bae Water Research. 41 (2007) 2256.
 [2] A. Matilainen, M. Sillanpaa, Chemosphere, 80 (2010) 351–365.
[3] K. K. Philippe, C. Hans, J. MacAdam, B. Jefferson, J. Hart and S. A. Parsons, Chemosphere, 81 (2010) 1509–1516.
[4] R. Al-Rasheed and D. J. Cardin, Chemosphere, 51 (2003) 925.
[5] D. M. A. Alrousan, P. S. M. Dunlop, T. A. McMurray and J. Anthony Byrne, Water research, 43 (2009) 47 – 54.
[6]M. C. Brum and Jose F. Oliveira. Minerals Engineering, 20 (2007) 945.
[7] L.K. Adams, D.Y. Lyon, P.J.J. Alvarez. Water Research, 4 (2006) 3527.
‌‍[8] لادن زمان، رامین یوسفی  و محمد نیایی فر، مجله شیمی کاربردی، جلد 10 (1394) 107-118.
 [9] A. Mahyar1, A.R. Amani-Ghadim, Micro & Nano Letters, 6 (2011) 244.
[10] A.R. Amani-Ghadim and M.S. Seyed-Dorraji, Applied Catalysis B: Environmental, 163 (2015) 539
[11] K.G. Linden and M. Mohseni, Reference Module in Earth Systems and Environmental Sciences, 2 (2014) 148.
[12] A. G. Rincón, C. Pulgarin, N. Adler and P. Peringer, Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry 139 (2001) 233.