معدنی سازی آلاینده آلی کاربامات با استفاده از نانو فتوکاتالیست سنتزی zno/αfe2o3

ترکیبات موجود در آفت کش های 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 می کند که سبب ایجاد خطر برای محیط‌های آبی و ارگانیسم‌های آن‌ می‌گردد .از میان سموم آفت کش مورد استفاده در کشاورزی، سموم ارگانوفسفره و کاربامات ها دارای بیشترین میزان مصرف جهت رویارویی با آفات گیاهی هستند.کاربایل که از خانواده کاربامات ها است، یک حشره کش با سمّیت بالا است . اینحشره کش به صورت گسترده در درختان، سبزیجات، غلات، گیاهان دارویی و چای استفاده می شود . کاربایل به دلیل کاربردر زیاد و مداوم در خاک وآب باقی می ماند. بهترین روش پیشگیری از بروز خطرات بهداشتی و زیست محیطی ناشی از آفت کش ها، جلوگیری از ورود آنها به منابع آباست. در صورت عدم کنترل موثر و ورود آنها به منابع آب، روش های متداول تصفیه تاثیر چندانی در حذف آنها نخواهد داشت. برای نمونهفرایندهایی از قبیل ته نشینی، فیلتراسیون، گندزدایی و فرایند جذب سطحی قادر به حذف مقادیر جزیی از آفت کش ها خواهد بود. در این پژوهش از فرایند فتوکاتالیستی با استفاده از سنتز نانوکامپوزیت  zno/αfe2o3 به روش بال میلز جهت تصفیه فاضلاب سنتزی حاوی کاربامات استفاده شده است. برای این منظور از نانوذرات اکسید روی و اکسیدآهن هر کدام به میزان نیم مول (40.5 گرم اکسید روی و 80 گرم اکسیدآهن) به مدت 12 ساعت در دستگاه آسیاب ماهواره ای پرانرژی با سرعت 300 دور بر دقیقه در دو محفظه فولادی به چرخش درآمد. نسبت وزنی کاتالیست به گوی های10 میلی متری، 1:20 بود و به ازای هر 15 دقیقه چرخش، 5 دقیقه استراحت داده شد و در کل 16 ساعت چرخش سیکل وار 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 10.66 نانومتر تعیین شد. بر اساس نتایج حاصل از آنالیز drs، اکسید روی و اکسید آهن بال میلزشده و حرارت دیده دارای شکاف انرژی برابر با 1.878 الکترون ولت بود که نسب به اکسید روی معمولی کاهش یافته بود. با آنالیز ftir، پیک های 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 %77.3 و %61.3 تعیین شد. فعالیت فتوکاتالیستی نانوکامپوزیت سنتزی zno/α-fe2o3  تحت تابش دو لامپ 8 وات uvc برای معدنی سازی 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 سرعتmin-1 0.0043 بدست آمد.

mineralization of organic pollutants of carbamate using synthetic nano photocatalyst of zno/α-fe2o3

ingredients in agricultural pesticides are a group of chemicals and synthetics that are widely used in the industry. the constant entry of these substances into water resources produces very high levels of pollution, which poses a threat to aquatic environments and their organisms. among the pesticides used in agriculture are organophosphorus, carbamate and pyrithioide pesticides. organophosphorus and carbamates have the highest levels of consumption to deal with plant pests. in this study, the photocatalyst was synthesized by ball mills method. in this method, oxide and iron oxide nanoparticles were rotated in half steel compartment (40.5 g of oxide and 80 g of iron oxide) for 12 hours in a high-energy satellite mill at 300 rpm. the weight ratio of the catalyst to 10 mm spheres is 1:20 and for each 15 min rotation, 5 min rest and a total of 16 h cyclical rotation was performed in the device to complete the nanocomposite synthesis process. heat treatment was carried out for 1 hour by a muffle furnace at 700 ° c. also, this nanocomposite were characterized with the analysis of xrd, xrf, drs and ftir. the xrd analysis showed the hexagonal structure of nanocomposite with using of debay-scherer relationship, the crystals size of zno/α-fe2o3 nanocomposite was calculated about 10.66 nm. sem images showed the fe2o3 nanoparticle placement between zno nanoparticle. result of drs revealed that band gaps of the zno and balmiled iron oxide and heated was 1.878 ev. by ftir analysis, peaks of zn-o and fe-o were observed in the nanocomposite. according to edx analysis for the weight values of zn and fe and o of zno/α-fe2o3 nanocomposite was 5.30% and 55.8%. according to xrf analysis, the weight values of zn and fe in zno/α-fe2o3 nanocomposites were 77.33% and 61.13%, respectively. the photocatalytic activity of the synthesized zno/α-fe2o3 nanocomposite under uv irradiation was analyzed by two 8 watts uvc lamps for mineralization of organic carbamate pollutants from agricultural wastewater. in this design zno/α-fe2o3 nanocomposite concentration, ph and radiation time were considered as effective quantitative variables and the type of catalyst consumed as effective qualitative variables. reaction rate reached best at 0.0043 min-1 in the best conditions, including modified oxide and catalyst concentration of 1 gr/l and two 8w uv lamps and ph = 8 for 3 hours.