نانوساختارهای تهیه شده از کانی طبیعی ایلمنیت برای تخریب سریع آلاینده دارویی فورازولیدون با فرایند فنتون ناهمگن

در این مطالعه برای نخستین بار نانوساختارهای ایلمنن-هماتن از کانی طبیعی ایلمنیت با روش لایه برداری فیزیکی در فاز مایع در حضور امواج فراصوت برای تخریب سریع آلاینده دارویی فورازولیدون تهیه شدند. هدف از پژوهش حاضر افزایش بازده کاهش آهن (ii) در فرایند فنتون ناهمگن با تهیه نانوساختارهای ایلمنن-هماتن از کانی طبیعی آن بود. کارایی حلال های آلی مانند دی متیل فرمامید، n-متیل-2-پیرولیدین، ایزوپروپیل و تولوئن برای تولید نانوساختارهای مربوط طی فرایند لایه برداری در حضور امواج فراصوت و همچنین، کارایی نانوکاتالیست به دست آمده در فرایند فنتون ناهمگن برای تخریب آلاینده دارویی فورازولیدون بررسی شد. مطالعه ها نشان داد فرایند لایه برداری در فاز مایع با امواج فراصوت در حضور حلال دی متیل فرمامید موفقیت آمیز بوده و شکاف باند نوار به ترتیب از 3.57 در کانی طبیعی ایلمنیت به 2.2 الکترون ولت در نانوکاتالیست تهیه شده از آن کاهش یافت، به گونه ای که قابلیت جذب نور و بازده تخریب آلاینده دارویی فورازولیدون تحت نور مرئی افزایش و پس از 60 دقیقه به بیشینه 95.5% رسید. مقادیر بهینه عامل های موثر برای تخریب فورازولیدون از راه طراحی آزمایش با روش سطح پاسخ (rsm) در نرم افزار design-expert7 مدل‌سازی شد. ویژگی های فیزیکی و شیمیایی نانوکاتالیست تهیه شده با روش های پراش پرتو ایکس (xrd)، میکروسکوپی الکترونی روبشی (sem)، طیف سنجی تفکیک انرژی (eds)، نقشه برداری نقطه ای، طیف سنجی فروسرخ تبدیل فوریه (ftir)، طیف سنجی فلوئورسانس پرتو ایکس (xrf)، bet و طیف‌سنجی بازتابی پخشی (drs) و تکرارپذیری نانوکاتالیست تهیه شده در طول 6 چرخه از فرایند، بررسی شد. ویژگی های کاتالیست به کارگرفته شده در چرخه تکرارپذیری نیز با روش های xrd و ftir بررسی شد.

nanostructures prepared from natural ilmenite mineral for rapid degradation of furazolidone in heterogeneous fenton process

in this study, for the first time, ilmenen-hematon nanostructures were prepared from natural ilmenite mineral by the exfoliation process in the presence of ultrasound wave for rapid degradation of furazolidone contaminant. the aim of the present study was to increase the reduction efficiency of iron (ii) in the heterogeneous fenton process by preparing ilmenn-hematon nanostructures from its natural mineral. the effect of organic solvents such as dimethylformamide, n-methyl-2-pyrrolidine, isopropyl, and toluene to produce relevant nanostructures during the exfoliation process in the presence of ultrasound waves and as well as the effect of the obtained nanocatalyst in the heterogeneous fenton process to degrade the pharmaceutical pollutant furazolidone, were investigated. the obtained results showed that the exfoliation process in the liquid phase by ultrasound wave in the presence of dimethylformamide solvent was successful and the band gap is reduced from 3.57 ev in the natural mineral ilmenite to 2.2 ev in the prepared nanocatalyst from it. the ability to absorb light and the degradation efficiency of furazolidone drug under visible light increased and after 60 minutes reached to a maximum of 95.5%. optimal values ​​of effective parameters for furazolidone degradation were modeled by experimental design using the response surface method (rsm) and design-expert7 software. the physical and chemical characteristics of the prepared nanocatalyst were analyzed by x-ray diffraction (xrd), scanning electron microscopy (sem), energy dispersive spectroscopy (eds), dot mapping, fourier transform infrared spectroscopy (ftir), x-ray fluorescence spectroscopy (xrf), brunauer–emmett–teller (bet), and diffuse reflection spectroscopy (drs) methods and the reproducibility of the prepared nanocatalyst was investigated during 6 cycles of the process. also, the characteristics of the catalyst used in the reproducibility cycle were studied using xrd and ftir techniques.