معدنی سازی آلاینده آلی کاربامات با استفاده از نانو فتوکاتالیست سنتزی ZnO/αFe2O3

Abstract

ترکیبات موجود در آفت کش­های کشاورزی گروهی از مواد شیمیایی و مصنوعی هستند که استفاده زیادی در این صنعت دارند. ورود دائمی این مواد در منابع آبی آلایندگی بسیار بالایی را تولید می­کند که سبب ایجاد خطر برای محیط‌های آبی و ارگانیسم‌های آن‌ می‌گردد .از میان ســموم آفت­کش مورد اســتفاده در کشــاورزی، ســموم ارگانوفسفره و کاربامات­هــا دارای بیشــترین میزان مصــرف جهت رویارویی با آفات گیاهی هســتند. در این پژوهش از فرایند فتوکاتالیستی با استفاده از سنتز نانوکامپوزیت ZnO/αFe2O3 به روش بال­میلز جهت تصفیه فاضلاب سنتزی حاوی کاربامات استفاده شده است. برای این منظور از نانوذرات اکسید روی و اکسیدآهن هر کدام به میزان نیم مول (5/40 گرم اکسید روی و 80 گرم اکسیدآهن) به مدت 12 ساعت در دستگاه آسیاب ماهواره­ای پرانرژی با سرعت 300 دور بر دقیقه در دو محفظه فولادی به چرخش درآمد. نسبت وزنی کاتالیست به گوی­های10 میلی متری، 1:20 بود و به ازای هر 15 دقیقه چرخش، 5 دقیقه استراحت داده شد و در کل 16 ساعت چرخش سیکل­وار در دستگاه انجام گرفت. خصوصیات نانوکامپوزیت سنتز شده به کمک آنالیزهای XRD، SEM،XRF و FTIR تعیین گردید. آنالیز XRD ساختار شش وجهی اکسید روی و اکسید آهن را تایید و اندازه بلور نانوکامپوزیت با استفاده از رابطه شرر به میزان 66/10 نانومتر تعیین شد. بر اساس نتایج حاصل از آنالیز DRS، اکسید روی و اکسید آهن بال­میلزشده و حرارت­دیده دارای شکاف انرژی برابر با 878/1 الکترون­ولت بود که نسب به اکسید روی معمولی کاهش یافته بود. با آنالیز FTIR، پیک­های مربوط به Zn-O و Fe-O در نانوکامپوزیت مشاهده گردید. در آنالیز XRF نیز مقادیر وزنی عناصر Zn و Fe در نانوکامپوزیتZnO/α-Fe2O3 برابر با %3/77 و %3/61 تعیین شد. فعالیت فتوکاتالیستی نانوکامپوزیت سنتزی ZnO/α-Fe2O3 تحت تابش دو لامپ 8 وات UVC برای معدنی­سازی آلاینده آلی کاربامات با متغیرهای غلظت فتوکاتالیست، زمان ماند و میزان pH به عنوان متغیر کمی موثر و نوع کاتالیست مصرفی به عنوان متغیر کیفی موثر بررسی شد. ثابت سرعت واکنش در بهترین شرایط که شامل کمک اکسیدروی اصلاح­ شده و غلظت کاتالیست g/L1 و تعداد 2 عدد لامپ 8 وات UVC و 8 pH= در مدت 3 ساعت به سرعت min-1 0043/0 بدست آمد.