حذف فتوکاتالیستی هیومیک اسید در محیط‌های آبی با استفاده از نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم آلایش شده با منگنز، آهن و نیتروژن

Abstract

هیومیک اسید در آب‌های سطحی، از تجزیه بقایای گیاهان و حیوانات به وجود می‌آید. این آلاینده در فرآیند تصفیه آب، اصلی‌ترین پیش ساز محصولات جانبی گنذزدایی است. در این مطالعه حذف فتوکاتالایستی هیومیک اسید با استفاده از نانوذرات دی‌اکسید تیتانیوم آلایش شده با نیتروژن، آهن و منگنز (MnFeN-tridoped TiO2) بررسی شد. این تحقیق به صورت تجربی-مداخله‌ای در یک رآکتور ناپیوسته در مقیاس آزمایشگاهی انجام شد. تکنیک‌های XRD، FTIR، SEM و EDX جهت ساختارشناسی نانوذرات سنتز شده با روش سل-ژل بکار برده‌شد. اثر پارامترهای pH (11-3)، دوز نانوذره (g 5/2–5/0) ، غلضت هیومیک اسید (mg/l 50–2) و منبع تابش نور (مرئی و فرابنفش) در مدت زمان معین آزمایش گردید. همچنین تجزیه فتوکاتالیستی هیومیک اسید توسط نانوذرات TiO2، N-doped TiO2 و FeN-codoped TiO2 به طور جداگانه در شرایط بهینه مطالعه شد. نتایج نشان‌داد که راندمان تخریب هیومیک اسید توسط MnFeN-tridoped TiO2 در شرایط بهینه، به میزان 72/86 درصد در برابر نور فرابنفش و 05/63 درصد در برابر نور مرئی بدست آمد. بر اساس یافته‌های این تحقیق، تخریب فتوکاتالیستی هیومیک اسید، با افزایش دوز کاتالیست افزایش و با افزایش غلظت اولیه آلاینده و مقدار pH کاهش می‌یابد. همچنین افزایش کارایی دی‌اکسید تیتانیوم آلایش شده نسبت به دی‌اکسید تیتانیوم خالص مشاهده شد.