مطالعه سینتیک تخریب سونوکاتالیزوری متیلن بلو توسط فرایند سونوفنتون

نوع مقاله: مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده شیمی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

2 گروه شیمی فیزیک، دانشکده شیمی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

چکیده

در این مقاله، فرایند تخریب متیلن بلو توسط فرایند سونوفنتون (واکنشگر فنتون+ التراسوند) مطالعه شده است. اثر غلظت اولیه H2O2، Fe+2 ، متیلن بلو و pH و توان التراسوند بر سرعت فرایند تخریب بررسی شده است. نتایج نشان می‌دهند که با افزایش غلظت Fe+2 و متیلن بلو سرعت تخریب متیلن بلو افزایش می‌یابد همچنین با افزایش غلظت H2O2 تا 0.0001 مولارسرعت تخریب متیلن بلو افزایش می‌یابد اما افزایش بیشتر H2O2 منجر به کاهش سرعت تخریب متیلن بلو می‌شود. فرایند تخریب متیلن بلو در محدوده pH=2.7-4.6 مطالعه شده و نتایج نشان می‌دهند که در این محدوده افزایش pH منجر به کاهش میزان تخریب متیلن بلو می‌شود. مرتبه واکنش دهنده‌ها به روش سرعتهای اولیه تعیین شده‌اند. با افزایش توان التراسوند میزان تخریب متیلن بلو افزایش می‌یابد. باتوجه به نتایج بدست آمده ضریب هم‌افزایی واکنشگر فنتون و التراسوند 1.4تعیین شده که نشان می‌دهند واکنشگر فنتون و التراسوند از اثر هم‌افزایی خوبی برای تخریب متیلن بلو برخوردار است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Kinetic study of sonocatalytic degradation of Methylene blue by sonofenton process

نویسندگان [English]

  • Abbas Mehrdad 1
  • Sahar Farkhodeh 2
  • Farideh Hasaspoor 2
2 Department of Physical Chemistry, Faculty of Chemistry, University of Tabriz, Tabriz, Iran
چکیده [English]

In this work degradation of Methylene blue (MB) was studied by sonofenton process (Fenton reagent+Ultrasound irradiation). The effect of initial concentrations of H2O2, Fe2+ and MB, initial pH of solution and ultrasound power on the degradation rate were investigated. The results show that the degradation rate of MB was increased with increasing the concentration of Fe2+ and MB. The degradation rate was increased with increasing concentration of H2O2 up to 0.0001M but degradation rate was decreased by further increasing the concentration of H2O2. The pH effect was investigated in the range of 2.7–4.6 and the result show that degradation rate of MB was decreased by increasing the pH value. The order of reaction respect to each reactant was determined by initial rate method. The results show that the degradation efficiency of MB was increased with increasing the ultrasound power. The synergistic index was found to be 1.4 for Fenton reagent+Ultrasound irradiation, which reveals that there is a considerable synergistic effect in this coupled system.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Methylene blue
  • Sonocatalytic
  • Fenton regent
  • Ultrasonic degradation. Kinetic
[1] S.S. Martinez, E.V. Uribe, Ultrason. Sonochem. 19 (2012) 174.

[2] F. Ji, C. Li, J. Zhang, L. Deng, J. Hazard. Mater. 186 (2011) 1979.

[3] M. Firouzi, A. Nouri, A. Nozadgolikand J. Appl. Chem. 12 (2017) 23.

[4] L. Ai, Y. Zhou, J. Jiang, Desalination 266 (2011) 72.

[5] H. Zhang, J. Zhang, C. Zhang, F. Liu, D. Zhang, Ultrason. Sonochem. 16 (2009) 325.

[6] M. Dükkanci, M. Vinatoru, T.J. Mason, Ultrason. Sonochem. 21 (2014) 846.

[7] M.S.F. Santos, A. Alves, L.M. Madeira, Chem. Eng. J. 175 (2011) 279.

[8] A. Babuponnusami, K. Muthukumar, J. Environ. Chem. Eng. 2 (2014) 557.

[9] A. Mehrdad, B. Massoumi, R. Hashemzadeh, Chem. Eng. J. 168 (2011) 1073.

[10] A. Mehrdad, R. Hashemzadeh, J. Chem. Soc. Pak. 31 (2009) 738.

[11] C. Ozdemir, M.K. Oden, S. Şahinkaya, E. Kalipçi, Clean–Soil, Air, Water 39 (2011) 60.

[12] A. Mehrdad, R. Hashemzadeh, Ultrason. Sonochem. 17 (2010) 168.

[13] M. Siddique, R. Farooq, G.J. Price, Ultrason. Sonochem. 21 (2014) 1206.

[14] C.H. Weng, Y.T. Lin, H.M. Yuan, Sep. Purif. Technol. 117 (2013) 75.

[15] J.J. Lin, X.S. Zhao, D. Liu, Z.G. Yu, Y. Zhang, H. Xu, J. Hazard. Mater. 157 (2008) 541.

[16] K.S. Rajanandam, G.M. Madhu, A. Thomas, Inter. J. Chem. React. Eng.  9 (2011) 1.

[17] N. Shimizu, C. Ogino, M.F. Dadjour, T. Murata, Ultrason. Sonochem. 14 (2007) 184.

[18] N.H. Ince, G. Tezcanli, R.K. Belen, I.G. Apikyan, Appl. Catal. B 29 (2001) 167.

[19] P. Chowdhury, T. Viraraghavan, Sci. Total Environ. 407 (2009) 2474.

[20] Q. Wang, S. Tian, J. Long, P. Ning, Catal. Today 224 (2014) 41.

[21] B. Yang, J. Zuo, X. Tang, F. Liu, X. Yu, X. Tang, H. Jiang, L. Gan, Ultrason. Sonochem. 21 (2014) 1310.

[22] M.A. Oturan, I. Sirés, N. Oturan, S. Pérocheau, J.L. Laborde, S. Trévin, J. Electroanal. Chem. 624 (2008) 329.

[23] K. Zhang, F.J. Zhang, M.L. Chen, W.C. Oh, Ultrason. Sonochem. 18 (2011) 765.

[24] L. Song, S. Zhang, X. Wu, Q. Wei, Chem. Eng. J. 184 (2012) 256.

[25] E. Manousaki, E. Psillakis, N. Kalogerakis, D. Mantzavinos, Water Research 38 (2004) 3751.

[26] Z. Guo, Z. Zheng, S. Zheng, W. Hu, R. Feng, Ultrason. Sonochem. 12 (2005) 461.

[27] H. Zhang, H. Fu, D. Zhang, J. Hazard. Mater. 172 (2009) 654.

[28] C. Minero, M. Lucchiari, D. Vione, V. Maurino, Environ. Sci. Technol. 39 (2005) 8936.