28501

سنتز و شناسايي كاتاليزورهايي بر پايه پلي ساكاريدها براي حذف آلاينده هاي آلي

كارشناسي ارشد

شيمي

1400

1402/04/03

دكتر شهرزاد جوانشير/دكتر بهزاد آقابراري

شيمي

در طول چند دهه گذشته، صنعتي¬شدن گسترده و شهرنشيني باعث افزايش توليد آلاينده شده است. آلودگي آب¬ها زنگ خطري را براي جامعه علمي به صدا در آورده است. فرآيندهاي تصفيه مرسوم (رسوب و تصفيه بيولوژيكي) قادر به حذف كامل آلاينده ها نيستند و فناوري¬هاي نوآورانه¬اي نياز است. هدف از اين تحقيق ساخت كاتاليزورهايي بر پايه پلي ساكاريدها و بررسي كاربرد آنها درحذف آلاينده¬هاي آلي از طريق فرآيندهاي احيا و جذب است. كاتاليزورهاي ناهمگن به دليل سهولت جداسازي، پايداري بالا و قابليت استفاده مجدد بسيار مورد توجه قرار گرفته اند. استفاده از بسترهاي مختلف در كاتاليزور باعث افزايش سطح فعال و در نهايت افزايش كارايي كاتاليزور مي¬شود. در فرآيند احيا، تخريب رنگ هاي متيلن بلو و رودامين بي و آلاينده ي آلي 4-نيتروفنول در حضور كاتاليزور مغناطيسي CuFe2O4-Chitosan-Metformin-Cu(Ⅱ) و احيا كننده NaBH4 بررسي شده است. Cu(Ⅱ)موجود در كاتاليزور باعث انتقال الكترون از BH4-به آلاينده و احياي آن مي¬شود. از مزاياي اين كاتاليزور مي توان به جداسازي آسان توسط آهنربا پس از اتمام فرآيند، كارايي بالا در حذف آلاينده هايي با غلظت بالا در مدت زمان كوتاه، كارايي بالا در دماي محيط و pH طبيعي، استفاده از بستر طبيعي كه ارزان قيمت و غير سمي است، مي¬توان اشاره كرد.در فرآيند جذب، چارچوب آلي فلزي بر پايه¬ي سلولز MIL-100-Cell در دماي محيط و با استفاده از حلال آب تهيه و به عنوان كاتاليزور جهت جذب رنگ متيلن بلو استفاده شده است. در حضور اين كاتاليزور، 94/98 درصد رنگ متيلن بلو (با غلظت mg/L 150) در مدت زمان 10 دقيقه حذف شد. در اين فرآيند پارامترهاي مختلف همچون غلظت رنگ، مقدار كاتاليزور، دما، زمان و pH بهينه شدند. از مزاياي اين كاتاليزور مي توان به ساخت آسان در دماي محيط و استفاده از حلال سبز آب، كارايي بالا در حذف رنگ در دماي محيط و pH طبيعي، حذف آلاينده در زمان كوتاه، ظرفيت جذب بالا و استفاده از پلي ساكاريد سلولز در بستر به عنوان ماده اي ارزان قيمت، فراوان و زيست سازگار اشاره كرد.

1402/04/18

Synthesis and characterization of the catalysts based on polysacharides for the removal of organic pollutants

6/23/2024 12:00:00 AM

Over the past few decades, extensive industrialization and urbanization have increased pollutant production.Water pollution has sounded an alarm for the scientific community. Conventional treatment processes (precipitation and biological treatment) are not able to completely remove pollutants and innovative technologies are needed.The purpose of this research is to make catalysts based on polysaccharides and investigate their use in removing organic pollutants through reduction and absorption processes. Heterogeneous catalysts are of great interest due to their ease of isolation, high stability, and reusability The use of different substrates in the catalyst increases the active surface and ultimately increases the efficiency of the catalyst. In the reduction process, the degradation of methylene blue and rhodamine B dyes and the organic pollutant 4-nitrophenol in the presence of the magnetic catalyst CuFe2O4-Chitosan-Metformin-Cu(Ⅱ) and releasing NaBH4 has been investigated.Cu(Ⅱ) present in the catalyst causes the transfer of electrons from BH4- to the pollutant and its reduction. The advantages of this catalyst include easy separation by magnet after the process is completed, high efficiency in removing pollutants with high concentration in a short period of time, high efficiency at ambient temperature and natural pH, use of natural substrate which is cheap and non-toxic, can be mentioned.In the absorption process, the organometallic framework based on cellulose MIL-100-Cell has been prepared at ambient temperature using water solvent and used as a catalyst to absorb methylene blue dye.In the presence of this catalyst, 98.94% of methylene blue dye (with a concentration of 150 mg/L) was removed in 10 minutes. In this process, various parameters such as dye concentration, catalyst dosage, temperature, time and pH were optimized.The advantages of this catalyst include easy manufacturing at ambient temperature and use of water-green solvent, high efficiency in dye removal at ambient temperature and natural pH, pollutant removal in a short time, high absorption capacity, and the use of cellulose polysaccharide in the substrate as pointed out a cheap, abundant and biocompatible material.

آلاينده , فرآيند احيا , فرآيند جذب , پلي¬ساكاريد , چارچوب فلزي آلي , چارچوب فلزي آلي

Pollutant , Reduction process , Absorption process , Polysaccharide , Metal Organic Framework , Magnetic catalyst

Shahla Abbasi

Shahrzad Javanshir