بررسی وبهینه سازی حذف آلاینده کشاورزی پارکوات(گراماکسون) با استفاده از نانوفتوکاتالیست بهبود یافتهTiO2/La,S

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 آزمایشگاه پژوهشی فرآیندهای جداسازی

2 آزمایشگاه پژوهشی فرآیندهای جداسازی (SPRG) دانشگاه کاشان

3 دانشکده مهندسی شیمی و نفت، دانشگاه صنعتی شریف

4 استادیار دانشکده گیاه پزشکی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران

چکیده

افزایش روزافزون پساب‌های کشاورزی به‌خصوص آفت‌کش‌ها در روان آب‌ها، آب‌های سطحی و زیر سطحی و ایجاد خطرات زیست‌محیطی ناشی از این آلاینده‌ها سبب گردیده است که حذف آن‌ها از پساب‌های صنعتی، شهری و روستایی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار گردد. وجود آفت‌کش‌ها در پساب‌ها و مخاطرات زیست‌محیطی ناشی از آن، نگرانی‌های عمیقی را درباره سلامت عمومی ایجاد کرده است. پاراکوات (از جمله پرمصرف‌ترین علف‌کش‌ها در ایران و جهان می‌باشد که به‌دلیل فعالیت‌های انسانی، به‌طور پیوسته مقدار آن در آب در حال افزایش می‌باشد. از عوارض عمده این آلاینده، بیماری پارکینگسون می‌باشد. در سال‌های اخیر، استفاده از فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته، بر پایه تولید گونه‌های اکسنده قوی جهت حذف کامل این ترکیبات پیچیده و خطرناک، بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در میان روش‌های اکسیداسیون پیشرفته، فرایندهای فتوکاتالیستی کارایی بالایی در تخریب انواع مواد آلی به مواد زیست‌تخریب‌پذیر، کربن‌دی‌اکسید و آب دارند. در این تحقیق، ابتدا به بررسی دقیق فرایند فتوکاتالیستی پرداخته و سپس با استفاده از نانوفتوکاتالیست اکسید تیتانیوم (TiO2 )بهینه‌شده با لانتانید و گوگرد، اقدام به حذف آلاینده خطرناک کشاورزی پارکوات (گراماکسون) تحت تابش نور مرئی گردید. همچنین اثر پارامترهای عملیاتی شامل میزان نانوفتوکاتالیست، مقدار پراکسیدهیدروژن و حجم آلاینده بر روی بازدهی حذف فتوکاتالیستی مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان می‌دهد که با به‌کارگیری مقدار 1/0 گرم نانوفتوکاتالیست و دو میلی‌لیتر پراکسیدهیدروژن در 50 میلی‌لیتر آلاینده، می‌توان 8/71درصد از آلاینده گراماکسون را طی مدت چهار ساعت تحت تابش نور مرئی، تجزیه کرد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation and Optimization of Removal of Agricultural Pollutant (Paraquat) using Modified TiO2/La,S Photocatalyst

نویسندگان [English]

  • S. Mohammad Esmaeil Zakeri 1
  • Morteza Asghari 2
  • Manuchehr Vosughi 3
  • Ghodratollah Sabahi 4
2 Separation Processes Research Group - SPRG
چکیده [English]

Increasing agricultural waste especially pesticides in runoff, water surface and subsurface as well as environmental risks posed by these contaminants has led to its removal from industrial effluents, urban and rural waste water are particular importance. Occurrence of pesticides in wastewater and environmental hazards resulting from its, has created deep concerns about the public health. Paraquat is the most widely used herbicides in Iran and the world. Due to human activities, constant amount of this herbicide is being increasing in the water. Parkinson's disease is the major effect of this pollutant. In recent years, the use of advanced oxidation processes on the basis of strong oxidizing species has received much attention In order to completely remove the dangerous and complex compounds. Among the advanced oxidation methods, Photocatalytic processes have high efficiency in the degradation of various organic materials to biodegradable matter, carbon dioxide and water. In this study, first, the process of photocatalytic has been reviewed. Then, the degradation of paraquat under the visible light in the presence of La,S-TiO2 synthesized Nanophotocatalyst were done. Moreover, for the first time, the effect of operating parameters, including the catalyst dose, H2O2 amount and volume of contamination on the photocatalytic removal efficiency were investigated and evaluated. The results show that the use of H2O2 of 2mL, catalytic dose of 100 mg and volume of contamination of 50 mL, 71.8 % of the Paraquat “Gramoxone” was removed over four hours under visible light irradiation. Furthermore, the results show that the modified synthesized photocatalysis (La,S-TiO2) has much higher photocatalytic activity than undoped TiO2 for the degradation of paraquat at the optimum point.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Nanophotocatalyst
  • pesticides
  • Paraquat
  • Visible light
  • hydrogen peroxide