تجزيه فتوكاتاليستي آنيلين با استفاده از نانو ذرات اكسيد منيزيم در محيط هاي آبي

Photocatalytic Degradation of Aniline in Aqueous Solutions Using Magnesium Oxide Nanoparticles

سابقه و هدف: آنيلين به طور گسترده اي به عنوان ماده خام در بسياري از صنايع شيميايي استفاده مي شود. ازاين رو هدف از اين پژوهش، بررسي كارايي حذف آنيلين از محلول هاي آبي با استفاده از فرايند فتوكاتاليستي نانو ذرات اكسيد منيزيم بود. مواد و روش ها: مطالعه حاضر به صورت تجربي – آزمايشگاهي در يك راكتور ناپيوسته با حجم 2 ليتر تحت تاثير پارامترهاي pH محلول (11-3)، دوز نانو ذره (1-0/1 گرم در ليتر)، زمان واكنش (15 تا 120 دقيقه)، غلظت اوليه آنيلين (5 تا 250 ميلي گرم در ليتر) و توان لامپ (8، 15 و 30 وات) جهت بررسي راندمان حذف آنيلين انجام پذيرفت. غلظت باقيمانده آنيلين، با استفاده از روش اسپكتروفتومتري در حداكثر طول موج 198 نانومتر موردسنجش قرار گرفت. يافته ها: نتايج نشان داد كه فرايند فتوكاتاليستي در حضور نانو ذرات اكسيد منيزيم مي تواند به طور موثري منجر به حذف آنيلين از پساب گردد. pH و دوز نانو ذرات اكسيد منيزيم بهينه براي لامپ هاي 8، 15 و 30 وات به ترتيب 7 و 0/6 گرم در ليتر، 7 و 0/4 گرم در ليتر و 7 و 0/4 گرم در ليتر به دست آمد و در زمان بهينه 30 دقيقه راندمان حذف با افزايش غلظت آنيلين كاهش پيداكرد. تحت شرايط بهينه غلظت 5 ميلي گرم در ليتر آنيلين و زمان واكنش 30 دقيقه راندمان حذف 90/63 درصد و راندمان CODمعادل 87/02 درصد به دست آمد. استنتاج: فرايند فتوكاتاليستي نانوذره اكسيد منيزيم مي تواند به عنوان يك روش موثر و كارآمد براي حذف آلاينده آنيلين از محلول هاي آبي مورد استفاده قرار گيرد.

Background and purpose: Aniline is widely used as raw material in many chemical industries. The aim of this study was to survey the photocatalytic degradation of aniline using magnesium oxide nanoparticles from aqueous solutions. Materials and methods: An experimental study was carried out in a 2 L volume batch reactor. Various parameters such as pH (3-11), dose of nanoparticles (0.1-1), contact time (15-120 min), initial aniline concentration (5-250 mg/L) and irradiation source power (8, 15 and 30 W) were investigated. The concentration of residual aniline was measured by UV spectrophotometer at λmax of 198 nm. Results: The results showed that photocatalytic process of nMgO+UV could effectively remove aniline from effluent. The optimal solution pH and dose of nanoparticles for 8 W, 15 W and 30 W UVA lamp were 7.0 and 0.6 g/L, 7 and 0.4 g/L, and 7 and 0.4 g/L, respectively. In 30 min optimum contact time the photocatalytic degradation efficiency decreased when the concentration of aniline was increased. In optimum conditions (5 mg/L of aniline and 30 min reaction time) the aniline removal efficiency was 90.63 % and COD removal was 87.02%. Conclusion: The photocatalytic process of nMgO+UV can be used as a suitable technique for aniline removal from aqueous solutions.