بررسي كارايي نانوذرات مس نيكل فريت بارگذاري شده روي نانوتيوب كربني چند ديواره اي در فعال سازي پراكسي مونوسولفات براي تجزيه رنگ راكتيو بلك 5 از محلول هاي آبي

Evaluation of efficiency of copper-nickel ferrite nanoparticles loaded onto multi-walled carbon nanotubes in activation of peroxymonosulfate for degradation of reactive black dye 5 from aqueous solutions

زمينه و هدف: توسعه صنايع اخيرا منجر به آزاد سازي 105 × 2 تن فاضلاب رنگي به محيط زيست شده است. حضور اين محلولها به دليل ويژگيهاي پتانسيل سميت و فعاليت سرطان‌زايي مي تواند تهديدي براي سلامتي انسان باشد. هدف اين مطالعه بررسي كارايي نانوكامپوزيت MWCNTs-CuNiFe2O4 در فعال سازي پراكسي مونوسولفات (PMS) براي تجزيه رنگ راكتيو بلك 5 (RB5) بود. روش كار: در اين مطالعه نانوكامپوزيت با تكنيك هاي تشخيصي SEM، TEM، FTIR و XRD تعيين ويژگي شد. تاثير پارامترهاي عملياتي همچون pH ( 2-11)، غلظت نانوكامپوزيت (750- 10 ميلي گرم بر ليتر)، غلظت PMS (8- 0/25 ميلي مولار)، غلظت رنگ ( 250- 10 ميلي گرم بر ليتر) و زمان واكنش (60-0 دقيقه) مورد ارزيابي قرار گرفت. آزمايشات پايداري و محدود كنندگي گونه هاي واكنش پذير در شرايط بهينه مورد مطالعه قرار گرفت. يافته ها: نتايج نشان داد كه سيستم MWCNTs-CuNiFe2O4/PMS عملكرد بالاي در تجزيه RB5 نسبت به سيستم هاي همچون PMS، MWCNTs-CuNiFe2O4 و CuFe2O4/PMS دارد. تجزيه كامل RB5 در pH 7، مقدار نانوكامپوزيت 250 ميلي گرم بر ليتر، مقدار PMS 4 ميلي مولار و زمان واكنش 15 دقيقه بدست آمد. تصفيه مناسب محلول هاي واقعي به دليل حضور مواد مداخله گر نياز به زمان واكنش بالاي 240 دقيقه مي باشد. آزمايشات پايداري براي 5 سيكل واكنش نشان داد كه MWCNTs-CuNiFe2O4 ميتواند يك كاتاليست قابل بازيافت در فعال سازي PMS باشد. نتيجه گيري: كامپوزيت سنتز شده به دليل قابليت بازيافت و بازدهي بالا ميتواند به عنوان يك كاتاليست براي فعال سازي PMS در حذف رنگ RB5 مورد استفاده قرار گيرد.

Background and Aim: The development of industry has recently led to the release of 2 × 105 tons of colored wastewater into the environment. The presence of these solutions due to their toxicity and carcinogenic potential can be a threat to human health. The aim of this study was to investigate the efficiency of MWCNTs-CuNiFe2O4 nanocomposite in activating peroxymonosulfate (PMS) for degradation of reactive black 5 dye (RB5). Methods: In this study, nanocomposites were characterized by diagnostic techniques of SEM, TEM, FTIR, and XRD. Influence of operating parameters such as pH (2-11), nanocomposite concentration (10-750 mg/L), PMS concentration (0.25-8 mM), dye concentration (10-250 mg/L), and reaction time (0-60 min) was evaluated. Stability and scavenging tests of reactive species under optimal conditions were studied. Results: The results showed that the MWCNTs-CuNiFe2O4/PMS system has a high performance in RB5 degradation compared to systems such as PMS, MWCNTs-CuNiFe2O4 and CuFe2O4/PMS. RB5 degradation complete was obtained at pH of 7, the composite concentration of 250 mg/L, the PMS concentration of 4 mM, and the reaction time of 15 minutes. Suitable treatment of real solutions due to the presence of interfering materials requires a reaction time above 240 min. Stability tests for 5 reaction cycles showed that MWCNTs-CuNiFe2O4 could be a recyclable catalyst in PMS activation. Conclusion: The synthesized composite can be used as a catalyst to activate PMS in RB5 dye removal due to its recyclability and high efficiency.