سنتز فتوکاتالیست جدید بر پایه پلیمرهای آلی - معدنی اصلاح یافته با اکسیدهای مختلط روی و کبالت و کاربرد آن در تجزیه سونوفتوکاتالیستی 2و4- دی نیتروفنل

زمینه و هدف: ترکیبات فنل اغلب به عنوان ماده اولیه در تولید آفت کش‌ها، علف کش‌ها و رنگ‌ها استفاده می‌شوند. این ترکیبات برای حیوانات، گیاهان و میکروارگانیسم‌ها سمی هستند. در این مطالعه، تخریب سونوفتوکاتالیستی 2و4-دی‌نیتروفنل در محلول‌های آبی با استفاده از کاتالیست پلیمرهای آلی-معدنی اصلاح یافته با اکسیدهای روی و کبالت تحت تابش نور مرئی و امواج اولتراسونیک بررسی گردید. روش بررسی: مشخصات کاتالیست سنتز شده با استفاده از تکنیک‌های xrd، ftir و sem مشخص شدند. تاثیر چندین پارامتر کلیدی مانند ph (3-9)، دوز کاتالیست (g/l 1-0/3)، زمان واکنش (min 90 -0)، شدت اولتراسوند (w/m2 100-200) و غلظت اولیه 2و4- دی نیتروفنل (mg/l 20-100) بر بازده تخریب نیز مورد بررسی قرار گرفت. یافته‌ها: پس از min 75 فرآیند سونوفتوکاتالیستی، تجزیه کامل 2و4-دی نیتروفنل (mg/l 20) با دوز کاتالیست: g/l 0/5، 9 ph:  و شدت اولتراسوند: w/m2 200 به‌دست آمد. مطالعات سنتیک نشان داد که فرآیند تخریب سونوفتوکاتالیستی از مدل سینتیکی مرتبه اول پیروی می‌کند. نتایج آزمایش‌های به دام انداز رادیکال تایید کرد که رادیکال‌های ho° و o2˚-گونه‌های اکسیداتیو اصلی در تخریب 2و4- دی نیتروفنل هستند. علاوه بر این، استفاده مجدد از کاتالیست برای پنج آزمایش متوالی درصد کمی افت را برای کارایی حذف نشان داد. نتیجه‌گیری: نتایج به‌دست آمده نشان داد که فرآیند سونوفتوکاتالیستی با استفاده از کاتالیست پلیمرهای آلی-معدنی اصلاح یافته با اکسیدهای روی و کبالت می‌تواند یک روش موثر در حذف 2و4- دی نیتروفنل از محیط ‌های آبی باشد. 

synthesis of new photocatalyst based on modified organic-mineral polymers with mixed zinc and cobalt oxides and its application in sonophotocatalytic degradation of 2,4-dinitrophenol

background and objective: phenol compounds are commonly applied as raw materials in the production of pesticides, herbicides, and dyes. these compounds are toxic to animals, plants, and microorganisms. in this study, the sonophotocatalytic degradation of 2,4-dinitrophenol in aqueous solutions was investigated using organic-mineral polymer catalysts containing zink and cobalt oxides under visible light and ultrasonic (us) irradiation.materials and methods: the characteristics of the synthesized catalyst were determined using xrd, ftir, and sem techniques. the effect of several key parameters, including ph (3-9), catalyst dosage (0.3-1 g/l), time (0-90 min), us power (100-200 w/m2), and initial concentration of 2,4-dinitrophenol (20-100 mg/l), on the degradation efficiency was also investigated.results: after 75 minutes of sonophotocatalytic processing, complete degradation of 2,4-dinitrophenol (20mg/l) was achieved with catalyst dosage of 0.5 g/l, ph of 9.0, and us intensity of 200 w/m2. kinetic studies indicated that the sonophotocatalytic degradation process followed a first-order kinetic model. the results of radical scavenging experiments confirmed that ho° and o2˚- radicals are the main oxidative species involved in the degradation of 2,4-dinitrophenol. furthermore, the reuse of the catalyst for five consecutive tests showed a slight decrease in removal efficiency.conclusion: the results demonstrate that the sonophotocatalytic process, using the modified organic-mineral polymers with mixed zink and cobalt oxides catalyst, can be an effective method for removing 2,4-dinitrophenol from aqueous media.