بررسي حذف فتوكاتاليستي آلاينده متيل اورانژ در سوسپانسيون حاوي نانوذرات ZnOو SnO2 و بررسي تاثير متغيرهاي موثر بر فرايند

Photocatalytic Removal of Methyl Orange in Suspension Containing ZnO and SnO2 Nanoparticles and Investigation the Influence of Effective Variables on the Process

زمینه و هدف: مواد فتوكاتالیستی به علت كاربرد گسترده­ای كه در حفاظت از محیط زیست دارند به طور گسترده مورد توجه قرار گرفته­اند. هدف این تحقیق بررسی و مطالعه آنالیز آماری فعالیت فتوكاتالیستی نانوذرات  ZnOو SnO2  جهت حذف آلاینده متیل اورانژ از آب است. روش بررسی: نانوذرات ZnO و SnO2 به ترتیب به روش سل-ژل و شیمیایی سنتز شدند و متیل اورانژ به عنوان آلاینده مورد نظر انتخاب شد. تاثیر غلظت نانوذرات جهت حذف آلاینده در محدوده  0/25، 0/5 و 1 درصد وزنی مورد بررسی قرار گرفت. جهت بررسی تاثیر میزان تابش­دهی، سوسپانسیون حاوی آلاینده و نانوذرات در مدت زمان­های متفاوت و در محدوده 5 تا min 25 تحت تابش قرار گرفت. نتایج حاصل با استفاده از نرم افزار MSTATC, Ver 1.42 و آزمون آماری چند دامنه­ای دانكن (Duncan’s multiple range test) مورد بررسی قرار گرفت. یافته‌ها: نتایج حاصل از آنالیز واریانس كارایی حذف متیل اورانژ نشان داد كه در سوسپانسیون­های حاوی ZnO و SnO2، زمان تابش­دهی، غلظت نانوذرات و اثر متقابل آنها در سطح احتمال 5 درصد دارای تاثیر معنی­داری بر روی حذف فتوكاتالیستی متیل اورانژ هستند. همچنین با افزایش زمان تابش­دهی از 5 تا مدت min 25 میزان حذف آلاینده در سوسپانسیون حاوی ZnO و SnO2  به ترتیب به 42/97 درصد و 55/69 درصد می­رسد. بررسی تاثیر غلظت نانوذرات بر روی میزان حذف متیل اورانژ نیز نشان­دهنده افزایش میزان فعالیت فتوكاتالیستی نانوذرات با افزایش غلظت است. نتیجه‌گیری: طبق نتایج بدست آمده مشاهده شد كه میزان فعالیت فتوكاتالیستی ZnO نسبت به SnO2 بیشتر است. بنابراین استفاده از ZnO جهت حذف آلاینده موثرتر است.

Background and Objective: Owing to the extended usage in the safekeeping of environments, the photocatalytic materials have been widely applied. The purpose of the present study was to investigate the photocatalytic activity of ZnO and SnO2 nanoparticles in removal of methyl orange from aqueous media. Materials and Methods: ZnO and SnO2 nanoparticles were synthesized through sol-gel and chemical precipitation respectively. Methyl orange was selected as model pollutant. The effect of weight fraction on the removal of pollutant was investigated in the range of 0.25, 0.5, and 1 weight percent. Meanwhile, for investigating the effect of radiation time, the suspension containing pollutant and nanoparticles was irradiated. The obtained results were analyzed by MSTATC, Ver 1.42 software and Duncan’s multiple range test. Results: The analysis of variance results of removal efficiency of methyl orange showed that in the suspension involving ZnO and SnO2, radiation time, weight fraction and the combined effect of them have a significant effect on the removal of methyl orange at 5% level of probability. Meanwhile, by increasing irradiation time from 5 to 25 min, the removal efficiency in suspensions containing ZnO and SnO2 reached 97.42 and 65.55% respectively. Investigation on the effect of concentration on the removal of methyl orange shows that the removal of methyl orange increases with respect to the weight fraction. Conclusion: According to the obtained results, it was observed that the photocatalytic activity of ZnO is higher than that of SnO2. Therefore, the application of ZnO is more effective for removal of methyl orange from aqueous media.