بررسی سینتیک تخریب آلاینده های زیست محیطی با استفاده از فرآیند فنتون در حضور نانو ذرات اکسیدهای آهن

نوع مقاله: مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

دانشکده شیمی، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران

چکیده

در این پژوهش نانوذرات مگنتیک (Fe3O4 NPs) و نانوذرات مگنتیک بر روی پایه کربن فعال عامل دار شده (Fe3O4/AC NPs) به روش هم رسوبی تحت گاز نیتروژن سنتز شدند. این نانوکاتالیزورها با استفاده از تکنیک های میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز (FT-IR)، پراش پرتو ایکس (XRD)، جذب و واجذب هم دمای نیتروژن (BET)، مغناطیس سنج نمونه ارتعاشی(VSM) شناسایی شدند. کارایی این نانوکاتالیزورها در فرایند فنتون برای تخریب رنگ Reactive Red ME4BL (RR ME4BL) به عنوان یک آلاینده آلی مورد سنجش قرارگرفت. اثر پارامترهایی چون غلظت H2O2 و رنگ، مقدار کاتالیزور، pH و دما برای فرایند فنتون در تخریب رنگ بررسی شد. در شرایط بهینه H2O2(4mmolL-1)، Fe3O4 NPs(4mg)، RR ME4BL(100mgL-1) و pH=3 در دمای اتاق، 93درصد رنگ تخریب شد. سینتیک تخریب رنگ نیز بررسی شد و نتایج نشان دادند که اکسیداسیون RR ME4BL در فرایند فنتون شبه درجه اول است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Kinetics investigation of environmental pollutants degradation using Fenton process in the presence of iron oxide nanoparticles

نویسندگان [English]

  • Shahrbanoo Rahman Setayesh
  • Pegah Nazari
  • Neda Askari
Chemistry department, Sharif University of Technology, Tehran, Iran
چکیده [English]

In this study, magnetic nanoparticles (Fe3O4 NPs) and magnetic supported on functionalized activated carbon (Fe3O4/AC NPs) were synthesized by co-precipitation method under N2 gas. These nanocatalysts were characterized by Fourier Transform Infrared Spectrometry (FT-IR), X-Ray Diffusion (XRD), adsorption and desorption isotherms of N2 (BET) and Vibrating Sample Magnetometer (VSM). The catalytic activity of these nanocatalysts in Fenton heterogeneous process was evaluated by the degradation of reactive red ME4BL (RR ME4BL) textile dye as a model of organic pollutant. The effect of parameters such as H2O2 concentration, RR ME4BL concentration, the amount of catalyst, pH and temperature in the degradation of dye for Fenton process. At the optimum conditions, H2O2 (4mmolL-1), Fe3O4 NPs (4mg), RR ME4BL (100mgL-1) and pH=3 at room temperature, the dye was degraded 93%. The kinetics of degradation of RR ME4BL by Fenton processes was also studied and the results showed that the oxidation of RR ME4BL follows the pseudo-first order.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Fenton
  • nanocatalyst
  • advanced oxidation processes
  • magnetic nanoparticles