حذف همزمان نیترات و آلودگی میکروبی آب با استفاده از فعالیت الکتروکاتالیستی الکترود فوم نیکل پوشیده شده با نانوذرات آهن و مگنتیک

زمینه و هدف: مطالعه حاضر با هدف ارائه سیستم الکتروکاتالیستی موثر بر پایه کاتد ni-fe/fe3o4 جهت کاهش نیترات و گندزدایی آب آلوده به‌طور همزمان انجام‌ شده است. روش بررسی: در ابتدا الکترود ni-fe به‌وسیله فرایند رسوب الکتروشیمیایی سنتز و سپس خصوصیات فیزیکی آن توسط آنالیزهای میکروسکوپ الکترونی روبشی انتشار میدان (fesem)، پراش اشعه ایکس (xrd)، آنالیز (brunaueremmettteller) bet و طیف‌سنجی فوتوالکترون اشعه ایکس (xps) مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش گندزدایی و احیای نیترات به‌صورت همزمان تحت شرایط: 15mg نانو ذرات fe3o4و ph برابر با 6/5، nacl برابر با 10mm , نیترات 50mg/l، باکتری اشرشیاکلی cfu/ml 10^5 و دانسیته جریان 4ma/cm^2 انجام گرفت. یافته‌ها: براساس نتایج بدست ‌آمده در شرایط عدم حضور نیترات، 100 درصد باکتری‌های اشرشیاکلی بعد از 12min گندزدایی شدند. در حضور نیترات، زمان گندزدایی کامل افزایش یافت و به  120min رسید. در شرایط عدم حضور باکتری، 83 درصد نیترات در 240min حذف گردید که در حضور باکتری راندمان احیای نیترات اندکی افزایش و به 88 درصد رسید. نیترات احیا شده در حالت اول منجر به تولید مقادیر ناچیز نیتریت با غلظت mg/l 0/22 و  mg/l 3/6 آمونیوم شد که در حضور باکتری مقادیر نیتریت و آمونیوم تولیدی به ترتیب به mg/l 0/42 و mg/l 7/3 افزایش یافت. نتیجه‌گیری: نتایج نشان‌دهنده توانایی بسیار مناسب الکترود ni-fe/fe3o4 در کاهش الکتروکاتالیستی نیترات و گندزدایی آب آلوده به‌صورت مجزا و همزمان با راندمان بالا و انتخاب پذیری بالا نسبت به نیتروژن است.

simultaneous removal of nitrate and microbial pollution from water by the electro-catalytic activity of iron and magnetic nanoparticles supported on nickel foam

background and objective: this study aimed to provide an effective electrocatalytic system for the simultaneous reduction of nitrate and disinfection of contaminated water by the electrocatalytic performance of nife/fe3o4 cathode.materials and methods: at first, the nife electrode was synthesized by the electrodeposition process. then its physical properties were analyzed by scanning electron microscopy (fesem), xray diffraction (xrd), brunaueremmettteller (bet) analysis, and photoelectron xray spectroscopy (xps). simultaneous disinfection and reduction of nitrate were performed under the following conditions: 15 mg fe3o4 nanoparticles, ph 6.5, nacl 10 mm, 50 mg/l nitrate, 105 cfu/ml and current density 4 ma/cm2.results: according to the results obtained in the absence of nitrate, 100 % of escherichia coli bacteria were disinfected after 12 minutes. in the presence of nitrate, the time of complete disinfection increased to 120 minutes. in the absence of bacteria, 83% of nitrate was removed in 240 minutes, and in the presence of bacteria, the nitrate reduction efficiency increased slightly to 88%. in the nitrate reduction process, nitrite (0.22 mg/l) and ammonium (3.6 mg/l) were produced. in the presence of bacteria, the amounts of nitrite and ammonium produced increased to 0.42 mg/l and 7.3 mg/l.conclusion: the results show the outstanding ability of nife/fe3o4 electrode in electrocatalytic reduction of nitrate and disinfection of contaminated water separately and simultaneously with high efficiency and high selectivity to nitrogen.