بهینه‌سازی فرآیند اکسایش پیشرفته فنتون برای رنگ‌زدایی پساب حاوی ماده رنگزا با استفاده از نانوکاتالیزگر فریت مس



نشریه: سال يازدهم - شماره دوم- تابستان 1396 - مقاله 2   صفحات :  91 تا 98



کد مقاله:
JCST-18-07-2016-1665

مولفین:
لیلا ارشادی افشار: دانشگاه گیلان - گروه شیمی، دانشکده علوم پایه
ناز چائی بخش: دانشگاه گیلان - گروه شیمی، دانشکده علوم پایه
زینب مرادی شوئیلی: گروه شیمی، دانشکده علوم پایه - علوم پایه


چکیده مقاله:

در این تحقیق، تاثیر سه عامل زمان، غلظت هیدروژن پراکسید و مقدار نانوکاتالیزگر فریت مس(CuFe2O4) سنتز شده بر روی حذف ماده رنگزاي نارنجی متیل مورد مطالعه قرار گرفت. برای بهینه‌سازی بازده حذف ماده رنگزا از روش سطح پاسخ بر اساس طراحی Box-Behnken استفاده شد. شرایط بهینه برای حذف ماده رنگزاي نارنجی متیل با غلظت mg/l 50 در زمان 109.26 دقیقه، با غلظت هیدروژن پراکسید 24.42 میلی‌مولار و مقدار کاتالیزگر 49.88 میلی‌گرم بدست آمد. نتایج نشان داد که در شرایط بهینه، حذف ماده رنگزا تا بیش از 95% می‌تواند حاصل شود. نانوذرات فنتونی حاصل، کاتالیزگرهای مؤثری در تصفیه پساب‌های صنعتی حاوی مواد رنگزاي آزو مانند نارنجی متیل هستند.


Article's English abstract:

In this study, the effects of three parameters including reaction time, H2O2 concentration, and catalyst loading on the decolorization of methyl orange by synthesized copper ferrite nanocatalyst have been studied. In order to optimize the decolorization efficiency, response surface methodology (RSM) based on Box–Behnken design (BBD) was employed. Optimum condition for decolorization of methyl orange solution with concentration of 50 mg/l was obtained at 109.26 min, H2O2 concentration of 24.42 mmol/l, and catalyst loading of 49.88 mg/l. The results showed that at the optimum conditions, a decolorization of more than 95% can be obtained.The synthesized Fenton nanoparticles are efficient catalysts for the treatment of industrial wastewaters containing azo dyes such as methyl orange.


کلید واژگان:
نارنجی متیل، اکسايش پیشرفته، نانوکاتالیزگر، فنتون، بهینه‌سازی، رنگبري.

English Keywords:
Methyl orange, Advanced oxidation, Nanocatalyst, Fenton, Optimization, Decolorization.

منابع:
2. ف. فرزانه کندری، خ. بدیعی، م. معصومی، بررسی حذف رنگزاهای آلی از پساب های صنعتی توسط نانوجاذب ها، نشریه علمی-ترویجی مطالعات در دنیای رنگ، (1391)2، 42-33. 5. م. ملکوتیان، خ. گل میرزایی، بررسی کارایی فرآیند اکسیداسیون پیشرفته به روش پراکسون به منظور حدف رنگزای راکتیو قرمز 198 از محیط‌های آبی، نشریه علمی-پژوهشی علوم و فناوری رنگ، (1394) 9، 205-199.

English References:
1. P. Mokhtari, M. Ghaedi, K. Dashtian, M. R. Rahimi, M. K. Purkait, Removal of methyl orange by copper sulfide nanoparticles loaded activated carbon: Kinetic and isotherm investigation. J. Mol. Liq. 219 (2016), 299–305. 3. D. Rawat, V. Mishra, R.S. Sharma, Detoxification of azo dyes in the context of environmental processes. Chemosphere. 155 (2016), 591-605. 4. T. Jiang, Y. Liang, Y. He, Q. Wang, Activated carbon/NiFe2O4 magnetic composite: A magnetic adsorbent for the adsorption of methyl orange. J. Environ. Chem. Eng. 3 (2015), 1740–1751. 6. L. Covinich, D. Bengoechea, R. Fenoglio, M. Area, Advanced oxidation processes for wastewater treatment in the pulp and paper industry: A review. Am. J. Environ. Eng. 4 (2014), 56-70. 7. S. Dehghani, A. Jonidi jafari, M. Farzadkia, M. Gholami, Investigation of the efficiency of Fenton’s advanced oxidation process in sulfadiazine antibiotic removal from aqueous solutions. Arak Med. Univ. J. 15 (2012), 19-29. 8. M. Cheng, G. Zeng, D. Huang, C. Lai, P. Xu, C. Zhang, Y. Liu, Hydroxyl radicals based advanced oxidation processes (AOPs) for remediation of soils contaminated with organic compounds: A review. Chem. Eng. J. 284 (2016), 582–598. 9. N. Chaibakhsh, N. Ahmadi, M.A. Zanjanchi, Use of Plantago major L. as a natural coagulant for optimized decolorization of dye-containing wastewater. Ind. Crop. Prod. 61 (2014) 169–175. 10. M. M. Rashad, R. M. Mohamed, M. A. Ibrahim, L. F. M. Ismail, E. A. Abdel-Aal, Magnetic and catalytic properties of cubic copper ferrite nanopowders synthesized from secondary resources. Adv. Powder Technol. 23 (2012) 315-323. 11. L.G. Devi, S.G. Kumar, K.M. Reddy, C. Munikrishnappa, Photo degradation of methyl orange an azo dye by advanced fenton process using zero valent metallic iron: Influence of various reaction parameters and its degradation mechanism. J. Hazard. Mater. 164 (2009), 459-467. 12. Y. Wang, Y. Gao, L. Chen, H. Zhang, Goethite as an efficient heterogeneous Fenton catalyst for the degradation of methyl orange. Catal. Today 252 (2015), 107–112. 13. W. Li, D. Li, J. Wang, Y. Shao, J. You, F. Teng, Exploration of the active species in the photocatalytic degradation of methyl orange under UV light irradiation. J. Mol. Catal. A: Chem. 380 (2013), 10–17. 14. D. Robati, S. Bagheriyan, M. Rajabi, O. Moradi, A. Ahmadi Peyghan, Effect of electrostatic interaction on the methylene blue and methyl orange adsorption by the pristine and functionalized carbon nanotubes. Phys. Low-dimens. Sys. Nanostr. 83 (2016), 1–6. 15. A. Mehrizad, P. Gharbani, Removal of methylene blue from aqueous solution using Nano-TiO2/UV process: Optimization by response surface methodology. Prog. Color Colorants Coat. 9 (2016), 135-143. 16. T. A. Wani, A. Ahmad, S. Zargar, N. Y. Khalil, I. A. Darwish, Use of response surface methodology for development of new microwell-based spectrophotometric method for determination of atorvastatin calcium in tablets. Chem. Cent. J. 6 (2012), 134-143. 17. M. Blanco, A. Martinez, A. Marcaide, E. Aranzabe, A. Aranzabe, Heterogeneous Fenton catalyst for the efficient removal of azo dyes in water. Am. J. Anal. Chem. 5 (2014) 490-499. 18. S. Ferreira, R. Bruns, E. Silva, W. Santos, C. Quintella, J. David, J. Andrade, M. Breitkreitz, I. Jardim, N. Neto, Statistical designs and response surface techniques for the optimization of chromatographic systems. J. Chromatogr. A 1158 (2007), 2–14. 19. A. A. Ati, Z. Othaman, A. Samavati, Influence of cobalt on structural and magnetic properties of nickel ferrite nanoparticles. J. Mol. Struct. 1052 (2013), 177–182. 20. H. Zhang, S. Gao, N. Shang, C. Wang, Z. Wang, Copper ferrite–graphene hybrid: a highly efficient magnetic catalyst for chemoselective reduction of nitroarenes, RSC Adv. 4(2014), 31328–31332. 21. R. A. Bohara, N. D. Thorat, H. M. Yadav, S. H. Pawar, One-step synthesis of uniform and biocompatible amine functionalized cobalt ferrite nanoparticles: a potential carrier for biomedical applications. New. J. Chem. 38 (2014), 2979–2986. 22. Y. Li, J. Shen, Y. Hu, S. Qiu, G. Min, Z. Song, Z. Sun, C. Li, General flame approach to chainlike MFe2O4 spinel (M = Cu, Ni, Co, Zn) nanoaggregates for reduction of nitroaromatic compounds, Ind. Eng. Chem. Res. 54 (2015), 9750?9757. 23. Y. S. Zhao, C. Sun, J. Q. Sun, R. Zhou, Kinetic modeling and efficiency of sulfate radical-based oxidation to remove p-nitroaniline from wastewater by persulfate /Fe3O4 nanoparticles process. Separ. Purif. Technol. 142(2015), 182–188. 24. M. Zarrabi, A. R. Rahmani, M. R. Samarghandi, A. F. Barjasteh, Investigation the Zero-Valent Iron (ZVI) performance in the presence of UV light and hydrogen peroxide on removal of azo dyes Acid Orange 7 and Reactive Black 5 from aquatic solutions. Iranian J. Health Env. 5 (2013), 469-478. 25. A. Azari, M. Gholami, Z. Torkshavand, A. Yari, E. Ahmadi, B. Kakavandi, Evaluation of Basic Violet 16 adsorption from aqueous solution by magnetic zero valent iron-activated carbon nanocomposite using response surface method: Isotherm and kinetic studies. J. Mazandaran Univ. Med. Sci. 24 (2015), 333-347.



فایل مقاله
تعداد بازدید: 576
تعداد دریافت فایل مقاله : 12

ورود به سامانه نشریه
شناسنامه ی نشریه
صاحب امتياز:
موسسه پژوهشي
علوم و فناوري رنگ و پوشش
مدير مسوول:
پروفسور زهرا رنجبر
سردبير:
پروفسور زهرا رنجبر
مدير اجرايي:
دکتر فرهاد عامري
شاپا چاپي:
8779 - 1735
شاپا الکترونيکي:
2169 - 2383
دسترسی سریع
آخرین شماره های نشریه
آمارهای وبگاه
تعداد بازدید:577

کاربران حاضر:39