حذف متيل اورانژ (MO) از محلول آبي توسط گرافن بهبود يافته با اكسيد فلزي بيسموت وانادات (BiVO4)

كارشناسي ارشد

طي مطالعه تحقيقات گذشته، حذف رنگزاي آزو با استفاده از اكسيدهاي فلزي و پايه كاتاليزگر گرافن مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد در ميان اكسيدهاي فلزي و تركيبات آنها، تركيباتي كه حاوي اكسيد فلزي بيسموت وانادات (BiVO4) هستند فعاليت كاتاليزگري نوري مناسبي در حذف رنگزهاي آزو دارد همچنين ميتوان با استفاده از پايه كاتاليزگر گرافن براي اكسيدهاي فلزي از باز تركيب الكترون و حفره‏ي توليد شده در اثر تهييج نوري جلوگيري كرده و سرعت و بازدهي تخريب را افزايش داد. به همين دليل موضوع و هدف از پژوهش حاضر، بررسي حذف آلاينده رنگي متيل اورانژ با استفاده از كاتاليزگر نوري گرافن-BiVO4 است. در ابتدا، گرافن اكسيد از پيش‌ماده‌ي گرافيت با استفاده از روش هامر سنتز شد. همچنين از روش ساده‌ي هيدروترمال به منظور احياي گرافن اكسيد به گرافن استفاده شد. سپس نانوكامپوزيت‌ گرافن-BiVO4 (BVG) با درصد تركيب 5% گرافن و 95% BiVO4، با روش ساده و تك ‌مرحله‌اي هيدروترمال سنتز شد. صحت روشهاي سنتز، از طريق آناليز‌هاي الگوي پراش اشعه‌ي ايكس و تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي مورد تاييد قرار گرفت. نتايج نشان داد افزايش دماي آون از 120 درجه سانتي گراد به 160 درجه براي سنتز نانوكامپوزيت‌ BVG باعث تشكيل نانوكامپوزيت با كيفيت بهتر و افزايش سرعت تخريب متيل اورانژ شد. دوزهاي mg/L 200، 600، 1000، 1400 و 1800 از BVG براي تخريب 50 cc آلاينده متيل اورانژ به غلظت ppm 10 مورد بررسي قرار گرفت كه مقدار دوز mg/L 1400 بهترين نتيجه تخريب را در 180 دقيقه نشان داد. در مرحله‏ي بعد، تخريب نوري متيل اورانژ با استفاده از تركيب BVG و cc 1 آب اكسيژنه مورد بررسي قرار گرفت كه باعث توليد راديكالهاي آزاد و افزايش قابل توجهي در سرعت تخريب شد. سپس اثر تغيير مقدار pH مورد بررسي قرار گرفت كه مقدار 3=pH بهترين تخريب را نشان داد. نتايج نشان داد كه در بهينه شرايط pH و غلظت كاتاليزگرنوري، تركيب BVG توانست مقدار 97% از رنگ متيل اورانژ را در مدت زمان 330 دقيقه تحت تابش نور مرئي تخريب نمايد كه 15 % از عملكرد حذف گرافن اكسيد و 12 % از تخريب BiVO4 بيشتر بوده است همچنين تركيب BVG با افزودن آب اكسيژنه 98% از رنگ متيل اورانژ را در مدت زمان 10 دقيقه تحت تابش نور مرئي تخريب نمود. واژه‌هاي كليدي: كاتاليزگر نوري، گرافن، BiVO4، آب اكسيژنه، تخريب نوري، متيل اورانژ

190314

دانشگاه علم و صنعت ايران

محيط زيست

دكتر ذهبيون - دكتر حسني زونوزي