تست بازيابي نانو فوتوكاتاليستTiO2/Fe2O3 مورد استفاده در فرايند حذف يون سمي سرب موجود در آب آلوده

The Recovery of Nano-Photocatalyst TiO2/Fe2O3 in Removal Process of Toxic Pb2+ Ion from Wastewater

مقدمه: خواص نانو ذرات دي‌اكسيد تيتانيوم وابستگي شديدي به‌اندازه ذرات، عناصر يا تركيبات دوپ شده دارد كه به‌نوبه خود تحت تاثير روش سنتز نانو ذرات مي‌باشند. با توجه به اينكه تحريك نانو فوتوكاتاليست TiO2 در شرايط آزمايشگاهي و به‌وسيله نور گران‌قيمت فرابنفش انجام مي‌شود، در اين مطالعه با سنتز TiO2 حساس شده با اكسيد آهن به روش سونوشيمي توانستيم هم فعاليت نانو فوتوكاتاليست در ناحيه مريي براي حذف يون سمي سرب آب و هم بازيابي نانوذره را انجام دهيم. اين روش منجر به استفاده آسان از اين نانوذره در مناطق دورافتاده نظامي براي تهيه آبي قابل شرب، در راستاي حفظ سلامت نيروهاي نظامي مي‌باشد. مواد و روش‌ها: ميزان حذف Pb2+ با تغييرات زمان تشعشع در يك فوتو رآكتور مورد بررسي قرار گرفت. همچنين بازيابي نانو فوتوكاتاليست TiO2/Fe2O3 در دمايC°10 ± ?00 انجام گرفت. يافته‌ها: ميزان حذف Pb2+ با افزايش زمان تشعشع ارتقا يافت به‌طوري‌كه با افزايش زمان تماس از 5 دقيقه به 60 دقيقه راندمان فرآيند از 27 به 92 درصد بالا رفت. يافته‌هاي مربوط به بازيابي در طي مطالعه مشخص نمود كه علاوه بر بازيابي كارآمد نانو فوتوكاتاليست TiO2/Fe2O3، سرعت حذف سرب توسط كاتاليست بازيافتي در هر سه مرحله بازيابي بسيار نزديك به كاتاليست اوليه بود. نتيجه‌گيري: ما مي‌توانيم از نانو فوتوكاتاليست TiO2/Fe2O3 به‌عنوان يك روش موثر در حذف Pb2+ از آب آلوده استفاده كنيم. همچنين خواص فيزيكي نانو فوتوكاتاليست TiO2/Fe2O3، آناتاز، قابليت جداسازي آسان از آب، استفاده مجدد در فرايند حذف و اقتصادي- كاربردي بودن به كارگيري آن را توجيه ميكند.

Background: The properties of titanium dioxide nanoparticles are highly dependent on the size of particles, elements or doped compounds, which are affected by the nanoparticles synthesis method. Considering the excitation of TiO2 nano-photocatalyst is performed in vitro by expensive Ultra Violet (UV), in this study we were able to either perform the removal of toxic lead ions of wastewater in the visible region or nanoparticle recovery via synthesizing TiO2 sensitized by iron oxide using sonochemical method. It leads to easy use of these nanoparticles to provide drinking water in military remote areas in order to maintain the health of military personnel. Materials and Methods: The amount of Pb2+ elimination was evaluated in a photo reactor with applying alternations in radiation time. The retrieval of TiO2/Fe2O3 nano-photocatalyst was also performed at 100±10°C. Result: The efficiency of Pb2+ elimination developed from 27 to 92% by increasing the radiation time from 5 to 60 minutes. During the study, the findings of the recovery revealed that in addition to efficient retrieval of TiO2/Fe2O3 nano-photocatalyst, the velocity of lead removal by recycled catalyst in all three phases of recovery was close to the recovery phase of initial catalyst. Conclusion: The TiO2/Fe2O3 nano-photocatalyst sensitized by iron oxide under visible light irradiation can be used as an effective way for eliminating Pb2+ from aqueous solutions. Moreover, the physical properties of the TiO2/Fe2O3 nano-photocatalyst, anatase, can justify easy separation from water, reusing in removal process, and its economical-practical usage.