احیای فتوکاتالیستی نیترات از محیط‌های آبی با استفاده از فرایند TiO2/UV آلایش شده با نقره

خلاصه فارسی

زمینه و هدف: آلودگی منابع آب به نیترات یکی از مشکلات زیست محیطی در بسیاری از مناطق جهان است که باعث بیماری متهموگلوبینمیا شده و احتمالا در بروز بیماری‌هایی از قبیل سرطان سیستم لنفاوی و سرطان خون نیز نقش دارد. بنابراین باید به کنترل و حذف آن از منابع آب اقدام نمود. با توجه به این که امروزه استفاده از نانو مواد در تصفیه آلاینده‌های محیط بسیار مورد توجه است، در این مطالعه حذف نیترات با استفاده از نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم غنی شده با نقره (Ag-TiO2) و سنتز شده به روش هم‌رسوبی نوری و تحت تابش فرابنفش مورد مطالعه قرار گرفت. روش بررسی: غلظت‌های مورد بررسی نیترات در این تحقیق شامل سه غلظت mg/L 20، 50 و 100 در نظر گرفته شد. به منظور بررسی اثر غلظت نانو ذره Ag-TiO2 در احیای نیترات از غلظت های g/L 1/0، 4/0 ، 8/0 و 2/1 نانوذره استفاده شد. برای تعیین اثر pH نیز، سه میزان 5، 7 و 9 منظور شد. در این تحقیق هم چنین از نانو ذره Ag-TiO2 در شرایط تاریکی و کاربرد پرتو فرابنفش به صورت جداگانه در حذف نیترات استفاده شد. هم‌چنین تاثیر حضور مداخله‌گرهای سولفات و کلراید نیز مورد مطالعه قرار گرفت. یافته‌ها: کارایی بهینه حذف نیترات (5/95%) در شرایط غلظت mg/L 100 نیترات، pH اسیدی و غلظت Ag-TiO2، g/L 8/0 به دست آمد. تاثیر افزایش غلظت نانو ذره بر کارایی حذف نیترات، تا غلظت g/L 8/0 مثبت بود ولی با افزایش غلظت نانوذره به g/L 2/1 کارایی حذف کاهش یافت. کارایی حذف نیترات در شرایط تابش فرابنفش به تنهایی، حداکثر 32% و در شرایط تاریکی حداکثر3/23 % بود. این بررسی نشان داد که حضور یون‌های سولفات و کلراید در محیط آبی، کارایی حذف نیترات را کاهش می‌دهد. نتیجه‌گیری: نتیجه این بررسی نشان داد که نانوفتوکاتالیست Ag-TiO2کارایی مطلوبی در حذف نیترات از محیط‌های آبی دارد.

عنوان انگليسی

Photocatalytic Reduction of Nitrate in Aqueous Solutions using Ag-doped TiO2/UV Process

خلاصه انگلیسی

Background and Objectives: Pollution of water resources to nitrate is an environmental problem in many parts of the world. This problem possibly causes diseases such as methemoglobinemia, lymphatic system cancer and Leukemia. Hence, nitrate control and removal from water resources is necessary. Considering that application of nanomaterials in treatment of environmental pollutants has become an interesting method, in this research use of Ag-doped TiO2 nanoparticles synthesized through photodeposition produced under UV irradiation was studied for removal of nitrate from aqueous solutions. Materials and Methods: Three nitrate concentrations of 20, 50, and 100 mg/L were considered. In order to determine the effect of Ag-doped TiO2 nanoparticles on nitrate removal, dosages of 0.1, 0.4, 0.8 and 1.2 g/L nanoparticles were used pH range of 5-9 was also considered. The effect of Ag-doped TiO2 nanoparticles both in darkness and under UV irradiation was studied. Moreover, the presence of chloride and sulfate anions on the system removal efficiency was investigated. Results: The optimum performance of nitrate removal (95.5%) was obtained using nitrate concentration of 100 mg/L, in acidic pH and 0.8 g/L Ag-TiO2. Increase of nanoparticle dosage up to 0.8 g/L, increased the removal efficiency, but for 1.2 g/L dosage of nanoparticles, the removal efficiency decreased. Maximum reduction performance without nanoparticles, under UV irradiation and under darkness conditions were 32% and 23.3% , respectively. In addition, we found that presence of sulfate and chloride anions in aqueous solution reduced efficiency of nitrate removal. Conclusion: Results of this study showed that Ag-doped TiO2 nanoparticles may be efficiently used for nitrate removal from aqueous solutions.

Document Downloads