اکسیداسیون سونوکاتالیستی رنگ راکتیو بلو 29 توسط نانو ذرات n-doped tio2 از محیط آبی

سابقه و هدف: فرایند سونوکاتالیستی به عنوان یکی از روش‌های اکسیداسیون پیشرفته برای تجزیه آلاینده‌ها در محیط‌های آبی مورد توجه قرار گرفته است. بنابراین، هدف از این مطالعه افزایش راندمان فرایند سونوکاتالیستی به روش دابد کردن دی اکسید تیتانیوم با یک عنصر غیر فلزی مانند نیتروژن است.مواد و روش‌ها: در این مطالعه تجربی، tio2 دابد شده با مقادیر مختلف نیتروژن به روش سل ژل در آزمایشگاه سنتز شد و آنالیز های xray diffraction (xrd)، field emission scanning electron microscopy (fesem)، energy dispersive xray analysis (edx) و uv -visible diffuse reflectance spectra (uvvisdrs) جهت تعیین خصوصیات نانوذرات سنتز شده استفاده گردید. فعالیت سونوکاتالیستی نانوذرات سنتز شده با بررسی تجزیه رنگ راکتیو بلو 29 تحت شرایط تابش امواج اولتراسونیک در حضور tio2 دابد شده با مقادیر مختلف نیتروژن و هم‌چنین تغیییرات ph و غلظت های مختلف رنگ مورد بررسی قرار گرفت.یافته‌ها: نتایج نشان داد که نانوذرات ساخته شده دارای اندازه‌ای در مقیاس نانومتری است که تمایل به آگلومره شدن دارد. بالاترین فعالیت سونوکاتالیستی برای نانوکاتالیست 0.6 ndoped tio2 به مقدار 58 درصد بعد از 90 دقیقه حاصل شد. اثر ph اولیه محلول نشان داد که فعالیت سونوکاتالیستی با افزایش ph کاهش پیدا می‌کند.استنتاج: چنین فرایندی می تواند به عنوان یک روش موثر جهت تجزیه رنگ‌های نساجی مورد استفاده قرار گیرد. فعالیت بالای سونوکاتالیستی را می‌توان به کاهش شکاف انرژی نسبت داد. این مطالعه از مدل لانگمویرهینشلوود (0.98 = r2) با ثابت سرعت واکنش mg l minus;1 min minus;1 0.01 در تجزیه سونوکاتالیتیکی رنگ پیروی گردید.

Sonocatalytic Oxidation of Reactive Blue 29 by N-doped TiO2 from Aqueous Solution

Background and purpose: Sonocatalytic process as an advanced oxidation process is considered for degradation of pollutants in aqueous solution. The aim of this study was to increase the removal of dye by doping of TiO2 with nonmetal element such as nitrogen.Materials and methods: Undoped and Ndoped TiO2 nanoparticles with different nitrogen contents were synthesized by a simple sol -gel method in laboratory. Xray diffraction (XRD), Field emission scanning electron microscopy (FESEM), Energy dispersive Xray analysis (EDX), and UV -visible diffuse reflectance spectra (UVvis DRS) were used for characterization of the synthesized nanoparticles. The sonocatalytic activity of synthesized nanoparticles was evaluated by investigating degradation of reactive blue 29 under ultrasonic radiation and the effects of nitrogen doping content, different initial pH of solution, and dye concentration.Results: The study showed that both undoped and doped nanoparticles were in nanosized that tend to agglomerate. By using different nanoparticles, the highest sonocatalytic activity was achieved by 0.6 Ndoped TiO2 with 58 % after 90 min of ultrasonic irradiation. Effect of initial pH of aqueous solution showed that the sonocatalytic activity decreased by increase in initial pH.Conclusion: Sonocatalysis using Ndoped TiO2 was found to be an effective method for degradation of textile dyes. The high sonocatalytic activity could be attributed to the band gap narrowing and anatase phase in TiO2 nanoparticles. Sonocatalytic degradation followed the Langmuir -Hinshelwood kinetic model (R2 = 0.98) with a rate constant of 0.01 mg L minus;1 min minus;1.