مطالعه كارايي فرآيند فتوكاتاليستي نانوذره ZnO (خالص، دوپ و كودوپ‫شده با Mg و La) در حذف ردآمينB از محلول هاي آبي با تابش UVC

زمينه و هدف رنگ هاي آلي از آلاينده هاي محيط زيستي مي باشند، كه از فاضلاب هاي صنعتي وارد منابع آبي مي شوند. توسعه روش هاي موثر براي حذف آلاينده ها ضروري مي باشد. هدف از اين مطالعه بررسي كارايي فتوكاتاليستي نانوذرات ZnO خالص، دوپ شده با Mg و La (1 تا 6 درصد وزني) و نانوذرات Mg5%-La5%/ZnO و Mg6%-La4%/ZnO در حذف ردآمين B از محلول هاي آبي با تابش UVC است. روش كار در اين تحقيق نانوذرات به روش سل- ژل سنتز گرديد. فعاليت فتوكاتاليستي آن ها تحت تابش UVC در حذف ردآمين B در فتوراكتور ناپيوسته بررسي شد. غلظت ردآمين B در محلول آبي با اندازه گيري جذب در طول موج ماكزيمم (nm554) با اسپكتروفتومتر مريي- فرابنفش انجام گرديد. ميزان درصد حذف در حضور نانوذرات در min 21 تابش اشعه UVC، محاسبه و تجزيه و تحليل شد. در ضمن مدل سينتيكي مناسب براي واكنش فتوكاتاليستي مورد بررسي قرار گرفت. يافته ها بعد از min 21 تابش اشعه UVC درصد حذف RhB از 11/5 درصد (بدون حضور نانوذره) به 72/84 درصد (در حضور ZnO)، 94/36 درصد (در حضور (Mg5%/ZnO، 88/54 درصد (در حضور La4%/ZnO) و 96/23 درصد (در حضور Mg5%-La5%/ZnO) رسيده است. همچنين ثابت هاي سينتيكي نانوذرات فعال محاسبه گرديد. نتيجه گيري نتايج حاصل از اين مطالعه نشان داد، كه نانوذرات ZnO به عنوان يك فتوكاتاليست براي حذف ردآمين B از محلول هاي آبي تحت تابش UVC موثر مي باشد و با دوپ و كودوپ كردن ZnO با يون هاي Mg2+ و La3+ كارايي نانوذرات در حذف ردآمينB از محلول هاي آبي افزايش مي يابد. نتايج بررسي سينتيك واكنش ها نشان داد كه مدل مناسب سينتيكي، شبه درجه اول بود.

Background & objectives: The organic dyes are environmental pollutants that pour into water sources by industrial wastewater. It is necessary to develop effective methods for removing pollutants. The aim of this study was to evaluate photocatalytic efficiency of bare ZnO nanoparticles doped with Mg and La (1 to 6% by weight) and Mg 5% -La 5% / ZnO and Mg6%-La4% / ZnO nanoparticles in the removal of Rhodamine B from water solution by UVC irradiation. Methods: In this study, nanoparticles were synthesized by the sol-gel method. Their photocatalytic activity was investigated by UVC irradiation to remove Rhodamine B in batch photoreactor. The concentration of Rhodamine B in aqueous solutions was measured by the determination of its absorption at the maximum wavelength of 554 nm with a visibleultraviolet spectrophotometer. The removal amount in the presence of nanoparticles in 21 min of UVC irradiation was analyzed. In addition, a suitable kinetic model for the photocatalytic activity was investigated. Results: After 21 min UVC irradiation, the percentage of Rhodamine B removal from 11.5% (absence of nanoparticles) to 72.84% (presence of ZnO), 94.36% (presence of Mg 5% / ZnO), 88.54% (presence of La4% / ZnO) and 96.23% (presence of Mg5%-La5% / ZnO). The kinetic constants of active nanoparticles were also calculated. Conclusion: The results of the study show that ZnO nanoparticles are effective as a photocatalyst for the removal of Rhodamine B from aqueous solutions under UVC irradiation, by doped and co-doped ZnO with Mg2+ and La3+ ions enhance the efficiency of nanoparticles in the removal of Rhodamine B. Also, results indicated that the kinetic model followed from the pseudo-first order.