بهبود حذف رنگزا متیلن بلو با نانوکامپوزیت La:ZnO/GO در حضور فراصوت

نوع مقاله : مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 گروه شیمی، دانشکده علوم، دانشگاه گیلان، رشت، ایران

2 موسسه آب و مهندسی محیط زیست، مرکز پژوهش های دریای خزر دانشگاه گیلان، رشت، ایران

چکیده

در این بررسی نانو کامپوزیت‌هایروی اکسید /گرافن اکسید دوپ شده با لانتانیم به عنوان یک کاتالیزور مؤثر برای تجزیه سونوکاتالیزوری محلول آبی متیلن بلو مورد بررسی قرار گرفت. نانوکامپوزیت‌های (La: ZnO/GO) با مقادیر مختلف La3+ (6،3 و 9 اتم٪) با روشی آسان (روش رسوبی) تهیه شده و تصاویر میکروسکپ الکترونی روبشی و عبوری، حضور نانو میله های روی اکسید بر سطح ورقه‌های گرافن اکسید را تایید کردند. حضور لانتانیم در ساختار به کمک آنالیز EDX تایید شد. فرآیند تخریب سونوکاتالیزوری رنگزای متیلن بلو در حضور فراصوت به تنهایی و در حضور نانوکامپوزیت‌های تهیه شده بررسی گردید. نتایج نشان داد، سونوکاتالیزور La:ZnO(3%La)/GO ، بالاترین کارایی تخریب متیلن بلو را دارد. متغیرهای موثر بر تخریب رنگزا در حضور فراصوت مورد بررسی قرار گرفته و مقادیر بهینه پارامترهای موثر بر فرآیند شامل مقدار کاتالیزور 1/0 گرم، غلظت اولیه رنگزا 10 میلی گرم در لیتر و زمان تماس 80 دقیقه و ثابت سرعت(1/min) 0158/0 بدست آمد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Improvement of methylene blue removal by La: ZnO / GO nanocomposites in the presence of ultrasound

نویسندگان [English]

  • Adeleh Afroozan Bazghale 1
  • Ali Mohammad-khah 2
1 Department of Chemistry, Faculty of Science, Gilan University, Rasht, Iran
2 Institute of Water and Environmental Engineering, Caspian Sea Research Center, Gilan University, Rasht, Iran
چکیده [English]

In this study, Lanthanum doped Zinc oxide/graphene oxide (La: ZnO/GO) nanocomposites were investigated as an effective catalyst for the sonocatalysis of methylene blue solution. The (La: ZnO/GO) nanocomposites with different amounts of La3+ (3,6 and 9 atom%) were synthesized via a simple method( precipitation method ) and SEM & TEM image showed the presence of ZnO nanorods on the surface of graphene sheet. The presence of lanthanum was confirmed by EDX analysis. The sonocatalytic degradation of methylene blue dye was studied in the presence of ultrasound alone and also in the presence of nanocomposites prepared. The results showed that La: ZnO(3%)/GO sonocatalysts exhibit the highest methylene blue degradation efficiency. The effective factors on dye degradation in the presence of ultrasound were optimized and optimal values including 0.1 g catalyst dosage, 10 mg / L initial concentration of dye and 80 minutes contact time with a reaction rate constant of 0.0158 min-1 were obtained.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Ultrasonic Irradiation
  • Degradation
  • Kinetic
  • methylene blue

مراجع

[1] Y.N. Tan, C.L. Wong, A.R. Mohamed, ISRN Materials Science, 2011 (2011) 1.
[2] J. Wang, Z. Jiang, Z. Zhang, Y. Xie, X. Wang, Z. Xing, R. Xu, X. Zhang, Ultrasonics sonochemistry, 15 (2008) 768.
[3] Kh. Alireza, H. Maryam, J. Of Applied Chemistry, 47 (1397) 21, in Persian.
[4] L. L. Chen, J.G. Lu, Z. Z. Ye, Y. M. Lin, B. H. Zhao, Y. M.Ye, L. P. Zhu, Applied Physics Letters, 87(2005) 252106.
[5] N. Shimizu, C. Ogino, M.F. Dadjour, T. Murata, Ultrasonics sonochemistry, 14 (2007) 184.
[6] Z. Wu, G. Cravotto, M. Adrians, B. Ondruschka, W. Li, Ultrasonics sonochemistry, 27 (2015) 148.
[7] H. Zhang, C. Wei, Y. Huang, J. Wang, Ultrasonics sonochemistry,30 (2016) 61.
[8] Y. Zhai, Y. Li, J. Wang, J. Wang, L. Yin, Y. Kong, G. Han, P. Fan, Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, 366 (2013) 282.
[9] A. Khataee, A. Karimi, S. Arefi-Oskoui, Ultrasonics sonochemistry, 22 (2015) 371.
[10] H. Eskandarloo, A. Badiei, M.A. Behnajady, G.M. Ziarani, Ultrasonics sonochemistry, 28 (2016) 169.
[11] A. Khataee, S. Saadi, B. Vahid, S.W. Joo, B.K. Min, Ultrasonics sonochemistry, 29 (2016) 27.
[12] A. Khataee, S. Saadi, M. Safarpour, S.W. Joo, Ultrasonics sonochemistry, 27 (2015) 379.
[13] P.R. Gogate, S. Mujumdar, A.B. Pandit, Journal of chemical Technology and Biotechnology,78 (2003) 685.
[14] M. Ashokkumar, Ultrasonics sonochemistry, 18 (2011) 864.
[15] M. Nawaz, W. Miran, J. Jang, D.S. Lee, Applied Catalysis B: Environmental, 203 (2017) 85.
[16] Y.N. Lv, J.F. Wang, Y. Long, C.A. Tao, L. Xia, H. Zhu, Advanced Materials Research, 554 (2012) 597.
[17] N. Daneshvar, D. Salari, A.R. Khataee, Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry ,157 (2003) 111.
[18] S.O. Oppong, W. Anku, S. K. Shukla, P. P. Govender, Research on Chemical Intermediates , 43(2017) 481.
[19] M.Jourshabani, Z. Shariatinia, A.Badiei, Journal of Colloid and Interface Science, 507(2017) 59.
[20] D. Xu, B. Cheng, S. Cao, J. Yu, Applied Catalysis B: Environmental, 164 (2015) 380.
[21] D. Wang, H. Shen, L. Guo, C. Wang, F. Fu, Y. Liang, RSC Advances. 6 (2016) 71052.
[22] L. Song, S. Zhang, X. Wu, Q. Wei, Chem. Eng. J. 184 (2012) 256.
[23] P. Nuengmatcha, S. Chanthai, R. Mahachai, W.C. Oh, Dye. Pigment. 134 (2016) 487
[24] E. Alves Nunes Simonetti, L.D.S. Cividanes, T.M. Bastos Campos, F. Williams Fernandes, J.P.B. MacHado, G.P. Thim, Carbon Nanostructures. 23 (2015) 725.
[25] Y.L. Pang, A.Z. Abdullah, C Ultrason. Sonochem. 19 (2012) 642.
[26] N. Afifah, R. Saleh, Sonocatalytic IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng. 202 (2017).
[27] M. Salehi, H. Hashemipour, M. Mirzaee, Am. J. Environ. Eng. 2 (2012) 1.
[28] A. Taufik, H. Tju, R. Saleh, J. Phys. Conf. Ser. 710 (2016).
[29] F.F. Harno, A. Taufik, R. Saleh, AIP Conf. Proc. 1788 (2017) 1.
[30] L. Zou, R. Qu, H. Gao, X. Guan, X. Qi, C. Liu, Z. Zhang, X. Lei, Results Phys. 14 (2019) 102458.
[31] A. You, M.A.Y. Be, I. In, AIP Conference Proceedings, 2023 (2018) 1.
شیمى کاربردى
دوره 16، شماره 58
فروردین 1400
صفحه 77-94

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار