حذف سونوکاتالیستی ماده رنگزای acid blue r از آب های آلوده توسط نانوذرات znfe2o4 سنتز و اصلاح شده

در این مطالعه نانوذرات اسپینلی فریت روی به روش سل-ژل خود احتراقی سنتز شد و برای اصلاح فعالیت کاتالیستی آن کاتیون ها cr3+ و la3+ به ساختار znfe2o4 دوپه شد و نانوکاتالیست ها با فرمولاسیون znfe1.8la0.2o4 و znfe1.8cr0.2o4 سنتز گردید. نانوذرات سنتزی در دماهای مختلف جهت بررسی تغییر فعالیت کلسینه شد. خصوصیات نانوکاتالیست های سنتزی با الگوی پراش اشعه ایکس (xrd) و میکروسکوب الکترون روبشی گسیل میدانی (fe-sem) گردید. الگوی xrd نانوذرات سنتزی نشان داد که نانوبلورهای اسپینلznfe2o4 سنتزی به صورت بلورهای مکعبی با اندازه 25 نانومتر می باشند و تصاویرfe-sem نشان داد که مورفولوژی ذرات سنتزی در مقیاس نانو و متخلخل بوده وکمترین تجمع یافتگی را نشان می دهد. از نانوذرات سنتزی بعنوان نیم رسانا با شکاف باند کوچک برای حذف سونوکاتالیستی ماده رنگزای آلی اسید آبی r (abr) بعنوان مدلی از رنگ های آزو پرمصرف در صنایع رنگرزی استفاده شد. نتایج نشان داد حذف موثر رنگ توسط فرآیند سونوکاتالیستی انجام می شود و اثر امواج التراسونیک و نانوکاتالیست به تنهایی در فرآیند حذف ناچیز می باشد. همچنین اثر اصلاح ساختار کاتالیست توسط عناصرla3+ وcr3+ در میزان حذف سونوکاتالیستی نشان داد اثر عنصر لانتان در افزایش فعالیت سونوکاتالیست فریت روی قابل توجه بود. اثر دمای کلسیناسیون بر روی فرآیند حدف سونوکاتالیزوری نانوذرات znfe2o4 سنتزی و اصلاح شده نشان داد که بیشترین میزان حذف در دمای کلسیناسیون °c500 مشاهده شد. نانوذرات اسپینلی فریت روی اصلاح شده با لانتان که در °c500 کلسینه شده بود بیشترین میزان حذف سونوکاتالیستی رنگ abr به غلظت ppm 20 را با راندمان 80% در زمان 10 دقیقه نشان داد.

sonocatalytic removal of acid blue r dye from contaminated water by synthesized and modified znfe2o4 nanoparticles

in this study, spinel type zinc ferrite nanoparticles were synthesized by auto combustion sol-gel method and to improve the catalytic activity, cr3+ and la3+ cations were doped into znfe2o4 structure and the nanocatalysts with the formulas of znfe1.8la0.2o4 and znfe1.8cr0.2o4 were synthesized. synthesized nanoparticles were calcinated at different temperatures to study the catalytic activity changing. synthesized nanoparticles were characterized by x-ray diffraction (xrd) and field-emission scanning electron microscopy (fe-sem). the xrd patterns of synthesized nanoparticles showed that znfe2o4 spinel nanocrystals were crystalized at cubic form with the mean crystalline size of 25 nm, and fe-sem images showed that the morphology of synthesized particles in the nanoscale and porous with low aggregation. synthesized nanoparticles as a narrow band gap semiconductor were used to sonocatalytic remove of acid blue r (abr) dye as a model of high-consumption azo dyes in dyeing industries. the results showed that effective removal of the abr was done by the sonocatalyst process, and the effect of ultrasonic and nanocatalyst individually was insignificant in the removal process. also, the effect of modification of catalyst structure by doping la3+ and cr3+ on the degree of sonocatalytic removal showed that the effect of lanthanum on the increase the sonocatlytic activity of zinc ferrite was significant. the effect of calcination temperature on the sonocatalytic removal process of synthesized and modified znfe2o4 nanoparticles showed that the highest removal efficiency was observed at the calcination temperature of 500°c. the lanthanum modified of spinel type zinc ferrite nanoparticles, which were calcined at 500°c, showed the highest sonocatalytic removal efficiency about 80% for 20 ppm of abr dye solution at 10 minutes.