25941

حذف آلاينده هاي ميكروبي با استفاده از كاتاليست هاي اكسيد فلزي نشانده شده بر روي مواد معدني

كارشناسي ارشد

شيمي گرايش تجزيه

1399-1400

1400/08/30

دكتر منصور انبياء

دكتر سيده مليحه صفوي

شيمي

در پژوهش حاضر، نانوكامپوزيت هاي اكسيد روي- اكسيد مس/ كائولينيت (ZnO-CuO/K) با استفاده از نمك هاي نيترات فلزي از طريق روش هم رسوبي به منظور حذف و غيرفعال سازي باكتري هاي موجود در آب، سنتز شدند. همچنين به منظور مشخصه يابي نانوكامپوزيت هاي سنتز شده از تجهيزاتي نظير ميكروسكوپ الكتروني روبشي، پراش سنج پرتو ايكس، طيف سنجي پراكندگي انرژي پرتو ايكس، طيف سنجي انعكاسي-پراكندگي فرابنفش جامد و طيف سنجي مادون قرمز تبديل فوريه، استفاده شد. جهت بررسي اثر نانوكامپوزيت ZnO-CuO/K بر حذف باكتري ها تحت دو تابش مرئي و فرابنفش، مجموعه اي از آزمايش ها به كمك طراحي آزمايش توسط نرم افزار Desig Expert تحت طرح D-Optimal طراحي گرديد. پارامترهاي مؤثر در حذف باكتري ها انتخاب شدند كه شامل غلظت نانوكامپوزيت، نسبت اكسيد روي به اكسيد مس در نانوكامپوزيت، زمان تماس و نوع منبع تابش مي باشند. آزمايش‌هاي فتوكاتاليستي در محيط آبي انجام گرفت و با استفاده از نمودارهاي سطح پاسخ، تأثير پارامترهاي انتخابي در حذف باكتري ها بررسي شدند. نتايج نشان داد كه از ميان نسبت هاي مختلف اكسيد روي به اكسيد مس، استفاده از نسبت 8:1 به علت تأمين انتقال بار كافي و نيز عدم اشغال مكان‌هاي فعال ZnO توسط CuO، نسبت بهينه است. هنگامي كه از تابش مرئي استفاده مي‌شود، اثر فاكتور زمان اهميت بيش تري مي يابد به گونه اي كه در زمان هاي بالاتر از 120 دقيقه، حتي در حضورغلظت هاي پايين نانوكامپوزيت (mg/mL 20)، تعداد كلوني ها به صفر مي‌رسد. اما هنگامي كه سامانه تحت تابش فرابنفش باشد، در زمان¬هاي بسيار كمتر (حدود 20 دقيقه) بهينه محدوده ي غلظت حدود mg/mL50 تا mg/mL 80 خواهد بود. چرا كه افزايش بيش‌تر غلظت باعث كدورت محيط و عدم نفوذ نور فرابنفش خواهد شد.

1400/10/27

Removal of microbial contaminants by metal oxide catalysts deposited on minerals

11/21/2022 12:00:00 AM

In this study, zinc oxide-copper oxide / kaolinite nanocomposite (ZnO-CuO / K) were synthesized by metal nitrate salts in co-precipitation method to remove E.coli (PTCC1330) from the Gram-negative bacterial family and S.aureus (PTCC1112) from the Gram-positive family of bacteria in water. In order to characterize the synthesized nanocomposites, equipments such as scanning electron microscopy, X-ray diffraction, X-ray energy scattering spectroscopy, solid ultraviolet diffusion reflection spectroscopy and Fourier transform infrared spectroscopy were used. To investigate the activity of ZnO-CuO / K nanocomposite on the removal of bacteria under both visible and ultraviolet light, a set of experiments was designed with the help of experimental design software by Design Expert V.10 software under D-Optimal design. Effective parameters in bacterial removal were selected, including nanocomposite concentration, zinc oxide to copper oxide ratio, time and type of light source. The results showed that among the different ratios of zinc oxide to copper oxide, the use of 8: 1 ratio is optimal due to providing sufficient charge transfer and lack of occupation of active ZnO sites by CuO. When visible light is used, the effect of the time factor becomes more important, so that at times above 120 minutes, even in the presence of low concentrations of nanocomposite (20 mg / mL), the number of colonies Reaches zero. But when the system is under ultraviolet light, in much shorter times (about 20 minutes) the optimal concentration range will be around 50 to 80 mg / mL. Because more increase in concentration will cause turbidity of the environment and lack of penetration of ultraviolet light.

فتوكاتاليست , نانوكامپوزيت , اكسيد روي , اكسيد مس , كائولينيت , باكتري , گندزدايي

Photocatalyst , Nanocomposite , Zinc oxide , Copper oxide , Kaolinite , Bacteria , Disinfection