کاربرد نانوکامپوزیت اکسید روی- داپ شده با فلز نیکل در حذف سم 2و4-دی کلروفنوکسی استیک اسید با استفاده از فرآیند الکتروفتوکاتالیستی از محیط‌های آبی

سابقه و هدف: افزایش مصرف آفت کش‌ها و روش نامناسب دفع پساب‌های کشاورزی، سبب آلودگی منابع آب شده و محیط زیست را به شدت تحت تاثیر قرار داده است. 2و4دی کلروفنوکسی استیک اسید (2و4دی) یکی از سموم علف‌کش می‌باشد که مصرف نسبتا گسترده ای در سراسر جهان دارد. هدف از مطالعه حاضر بررسی کارایی فرایند الکتروفتوکاتالیستی با استفاده از فتو آند نیکل داپ شده با اکسید روی تثبیت شده بر سطح شیشه فلورین تین اکساید به روش اسپاترینگ در حذف سم 2و4دی کلروفنوکسی استیک اسید از محیط‌های آبی می‌باشد.مواد و روش‌ها: در مطالعه حاضر اثرات متغیرهایph (3، 5، 7، 9 و 11)، جریان الکتریکی (21 میلی آمپر بر سانتی متر مربع)، سطح الکترود (3216 سانتی متر مربع)، غلظت اولیه 2و4دی کلروفنوکسی استیک اسید (1050 میلی‌گرم در لیتر) و زمان (090 دقیقه) در مقیاس آزمایشگاهی و به روش ناپیوسته مورد مطالعه قرارگرفت. همچنین مطالعات معدنی سازی و سنتیک فرآیند در شرایط بهینه مورد بررسی قرار گرفت. غلظت باقیمانده 2و4دی کلروفنوکسی استیک اسید توسط دستگاه hplc در طول موج 283 نانومتر تعیین شد.یافته‌ها: نتایج حاصل نشان دهنده بیشترین کارایی حذف 2و4دی کلروفنوکسی استیک اسید در ph برابر 7، جریان الکتریکی 2 میلی آمپر بر سانتی متر مربع، سطح الکترود 32 سانتی متر مربع، غلظت اولیه 2و4دی 10 میلی‌گرم در لیتر و زمان تماس 90 دقیقه، می‌باشد. فرآیند الکتروفتوکاتالیستی جهت تصفیه پساب حاوی 2و4دی در شرایط بهینه می‌تواند 2و4دی را به میزان 100 درصد و toc را به میزان 5/79 درصد حذف کند. مطالعه مدل‌های سنتیکی مختلف نشان داد که فرایند از واکنش‌ درجه اول پیروی می‌کند.نتیجه‌گیری: به‌طور کلی با توجه به نتایج به دست آمده، فرآیند الکتروفتوکاتالیست حاضر را می توان به‌عنوان یک روش مناسب برای حذف 2و4دی کلروفنوکسی استیک اسید در محیط آبی در نظر گرفت.

Application of Ni-Doped ZnO Nanoparticles for the removal of 2,4-D Pesticide from aqueous Environment by Electro-photo catalytic Process

Increasing use of pesticides along with an inadequate discharging of agricultural effluents has polluted water resources and severely affected the environment. 2,4dichlorophenoxyacetic acid (2,4D) is one of the herbicides which is widely used all over the world. The aim of this study was to evaluate the efficiency of an electrophoto catalytic process for the removal of the 2,4D from aqueous media. In this regard, Zndoped Ni anode was stabilized on FTO surface by sputtering method.Materials and methods: In the present study, the effects of different variables on the efficiency of the electrophoto catalytic process such as pH (3, 5, 7, 9, and 11), electricity current (12 mA/cm2), electrode surface area (1632 cm2), initial concentration of 2,4D (1050 mg/L) and retention time (090 min) were investigated in a batch model and on a laboratory scale. Besides, mineralization and kinetics of the process under the optimal conditions were studied. The residual concentration of 2,4D was measured by HPLC at 283 nm.Results: The results showed that the highest removal efficiency of 2,4D was obtained under the following conditions: pH=7, electricity current=2 mA/cm2, electrode surface area=32 cm2, initial concentration=10 mg/L and retention time=90 min. Under the optimal conditions, the maximum removal efficiency (i.e., 100%) and TOC of 79.5% were achieved. In addition, the kinetic studies revealed that the current process followed the firstkineticorder model.Conclusion: According to the obtained results, the applied electrophoto catalytic process can be considered as a suitable method for the removal of 2,4D in aqueous solutions.