سنتز نانوچندسازه تیتانیا-مس جدید و نقش آن در حذف قارچکش کاربندازیم از آب

چکیده

جمعیت جهان در حال افزایش و منابع آب آشامیدنی رو به کاهش است. آلودگی منابع آب به وسیله سموم آفت کش یکی از معضلات زیست محیطی محسوب می‌گردد و حذف سموم از منابع آبی به منظور حفاظت از محیط زیست مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. یکی از روش‌هایی حذف سموم از منابع آبی، استفاده از کاتالیست‌ها و فوتوکاتالیست‌ها می‌باشد. یکی از مواد بسیار پرکاربرد در این زمینه، دی‌اکسید‌تیتانیوم است که به دلیل داشتن خاصیت فتوکاتالیستی، بسیار مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. بررسی‌ها نشان می‌دهد که از این ماده برای حذف فنول استفاده شده است. اما پژوهش‌های اندکی در جهت حذف قارچ‌کش کاربندازیم صورت گرفته است. در این پژوهش تلاش شده است تا با دستیابی به کاتالیستی برپایه دی اکسید تیتانیوم با ساختار نانو، شرایط حذف و تخریب قارچ‌کش کاربندازیم به عنوان آلاینده مورد بررسی و تحلیل قرار گیرد. برای این منظور نانوذرات دی اکسید تیتانیم به روش سل-ژل سنتز شد و مقداری مس به عنوان آلاینده به آن اضافه شد. برای شناسایی و مطالعه فوتوکاتالیست‌های سنتزشده از الگوی پراش اشعه ایکسXRD، میکروسکوپ الکترونی روبشیSEM، طیف سنجی مادون قرمزIR، تخلخل سنجیBET، طیف سنجی فرابنفش-مرئیUV-VIS و انرژی پراکندگی اشعه ایکسEDX استفاده شد. نتایج بدست آمده نشان داد که اندازه‌ی نانوذرات سنتز شده حدود 50-40 نانومتر و مورفولوژی ذرات کروی می‌باشد. کاتالیزور سنتز شده در دمای°C 400 دارای فاز آناتاز می‌باشد. از فاز آناتاز این ماده برای تخریب کاربندازیم تحت شرایط فوتوشیمیایی استفاده شد و پارامترpH نیز بهینه شد. در واقع با افزایش ناخالصی مس به مقدار g5/0، گاف نواری نوری کاهش یافته است و جذب به سمت طول موج های بلندتر جابجا شده است. بنابراین کامپوزیت تیتانیا-مس با فاز آناتار و قابلیت تخریب قارچ‌کش کاربندازیم با بازده 88، می‌تواند به عنوان یک فوتوکاتالیست نانوساختار مؤثر در حذف آلاینده‌های آبی بکار رود.

کلیدواژه‌ها


[1] M.J. Rigali, J. E. Miller, S. J. Altman, L. Biedermann, P. V. Brady, M. M. Hightower, S. P. Kuzio, , T. M. Nenoff, S. Rempe, “Desalination and water treatment research at Sandia National Laboratories,” Sandia report, 2016.

[2] S.H. Khazayi, “Assess the health status and quality of groundwater in the Mazandaran porivnce
of the insecticide diazinon (Mahmoud Abad city case study,” 12th National Conference on Environmental health, Shahid Beheshti University, Tehran, 2009.

[۳ ]س. مقدم، م. م ظرافت، ص. صباغی، ”تجزیه فتوکاتالیستی فنول با استفاده از نانوچندسازه “، C-TiO2نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران، (1) 37: 50-41, 1397.
[4] Z. Khorasgani Nazari, “Examine the remains of chlorinated organic pesticides in the river
catchment area of the Caspian Sea and offshore stations,” MSc. Thesis, Tehran University of Medical Sciences, 1988.

[5] S. Ullah, M.J. Zorriehzahra, “Ecotoxicology: A Review of Pesticides Induced Toxicity in Fish,” Advances in Animal and Veterinary Sciences. 3(1), 40-57, 2015.

[6] R. Chapman, “Enhanced degradation of insecticides in soil,” J. Am. Chem. Soc. 7, 128-140, 1990.

[7] M. Khodadadi, “Determination of residual concentrations of phosphorus and carbamate pesticides and organiphosphate pesticides in drinking water sources in Hamedan,” 12th National Conference of Environmental Health Iran, Shahid Beheshti University, Tehran, 2009.

[8] M.C. Alavanja, J. N. Hofmann, C.F. Lynch, C.J. Hines, K. H. Barry, J. Barker, D.W. Buckman, K. Thomas, D.P. Sandler., J.A. Hoppin, S. Koutros, G. Andreotti, J.H. Lubin, A. Blair, L.E. Beane Freeman, “Non-Hodgkin lymphoma risk and insecticide, fungicide and fumigant use in the agricultural health study,” PLOS ONE, 9(10), e109332, 1-17, 2014.

[9] US Environmental Protection Agency, Water security research and technical support action plan. EPA Office Research and Development and Office of Water Report EPA/600/R-04/063, 2004.

[10] N. K. Lazaridis, D. N. Bakoyannakis, E. A. Deliyanni, “Chromium(VI) sorptive removal from aqueous solutions by nanocrystalline akaganèite,” Chemosphere, 58 (1), 65-73, 2005.

[11] S. J. Tesh, T. B. Scott, “Nano‐Composites for Water Remediation: A Review,” Adv. Mater. 26,
6056-6068, 2014.

[12] B. Fugetsu, S. Satoh, T. Shiba, T. Mizutani, Y. B. Lin, N. Terui, Y. Nodasaka, K. Sasa, K. Shimizu,T. Akasaka, M. Shindoh, K. Shibata, A. Yokoyama, M. Mori, K. Tanaka, Y. Sato, K. Tohji, S. Tanaka, N. Nishi, F. Watari, “Caged multiwalled carbon nanotubes as the adsorbents for affinitybased elimination of ionic dyes,” Environ. Sci. Technol, 38 (24), 6890-6896, 2004.

[13] N. Chitose, S. Ueta, T. A. Yamamoto, “Radiolysis of aqueous phenol solutions with nanoparticles. 1. Phenol degradation and TOC removal in solutions containing TiO2 induced by UV, gamma-ray and electron beams,” Chemosphere, 50 (8), 1007-1013, 2003.

[14] E. L. Cates, “Photocatalytic Water Treatment: So Where Are We Going with This?” Environ. Sci. Technol, 51 (2), 757-758, 2017.

[15] K. Qi, X. Wang, J. H. Xin, “Photocatalytic self-cleaning textiles based on nanocrystalline titanium dioxide,” Text. Res. J, 81 (1), 101-110, 2011.

[16 ]ر. مهدوی، س. س. اشرف طالش، ”سنتز نانوذرات اکسیدروی جهت تخریب فوتوکاتالیستی رنگدانه متیلاورانژ تحت تابش نور فرابنفش“ مجله نانو مقیاس، مقاله 5 ،47-39، بهار1396