دوره 13، شماره 1 - ( 1-1404 )
جلد 13 شماره 1 صفحات 64-50 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Ethics code: IR.LARUMS.REC.1399.009
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Damroudi A, Rostaei E, Mengelizadeh N, Moradnia M. Evaluation of the Efficiency of Bentonite@Fe3O4 Composite in Activating Peroxymonosulfate for the Degradation of Acid Blue 113 Dye from Aqueous Solutions. J Environ Health Eng 2025; 13 (1) :50-64
URL: http://jehe.abzums.ac.ir/article-1-1113-fa.html
URL: http://jehe.abzums.ac.ir/article-1-1113-fa.html
دامرودی علیرضا، روستایی اسماعیل، منگلی زاده نظام الدین، مرادنیا مریم. بررسی کارایی کامپوزیت بنتونیت@Fe3O4 در فعال سازی پراکسی مونوسولفات در تجزیه رنگ اسید بلو 113 از محلول های آبی. مجله مهندسی بهداشت محیط. 1404; 13 (1) :50-64
گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشکده علوم پزشکی لارستان، لار، ایران
چکیده: (59 مشاهده)
زمینه و هدف: حضور رنگ های سنتتیک به عنوان مواد غیرقابل تجزیه و سمی در آب های پذیرنده منجر به کاهش اکسیژن محلول، کدری آب و کاهش فتوسنتز گیاهان آبزی می گردد. از اینرو، هدف از این مطالعه تجزیه رنگ اسید بلو ۱۱۳ (AB113) از طریق تولید رادیکال های واکنش پذیر بوسیله فعال سازی پراکسی مونوسولفات (PMS) با کاتالیست بنتوینت@Fe3O4 بود.
مواد و روش ها: در این پژوهش، کاتالیست بنتونیت@ Fe3O4از طریق روش گرمایی- شیمیایی تهیه شد و ویژگی های آن از طریق آنالیزهای تشخیصی مشخص گردید. در فرآیند کاتالیتیک تاثیر پارامترهای مختلف همچون pH (۳-۱۱)، مقدار کاتالیست (۰-۴۰۰ میلی گرم بر لیتر)، مقدار PMS ( ۰-۱ میلی مولار) و زمان (۰-۱۲۰ دقیقه) مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش شناسایی رادیکال های فعال و همچنین آزمون سمیت محلول تصفیه شده مورد امتحان قرار گرفت.
یافته ها: سنتز موفقیت آمیز کاتالیست بنتونیت@ Fe3O4 از طریق آنالیزهای SEM، XRD و FTIR تایید شد. حذف کامل رنگ در یک شرایط اپراتوری شامل pH ۳، مقدار mg/L ۲۰۰ کاتالیست، مقدار ۰/۵ میلی مولار PMS و زمان واکنش ۱۰۰ دقیقه بدست آمد. رادیکال های سولفات (SO4•-)، هیدروکسیل (•OH) و سوپراکسید (O2•-) به عنوان گونه های فعال در تجزیه رنگ از محیط آبی شناسایی شدند. رشد ۱/۵۶ برابری گیاه نعناع در محلول تصفیه شده در مقابل محلول تصفیه نشده تاکید کرد که فرآیند حاضر کارایی مناسبی در کاهش سمیت محلول دارد.
نتیجه گیری: یافته های مطالعه نشان داد که با تصفیه کاتالیتیک محلول 113AB، میتوان پسابی مناسبی برای دفع بدست آورد.
مواد و روش ها: در این پژوهش، کاتالیست بنتونیت@ Fe3O4از طریق روش گرمایی- شیمیایی تهیه شد و ویژگی های آن از طریق آنالیزهای تشخیصی مشخص گردید. در فرآیند کاتالیتیک تاثیر پارامترهای مختلف همچون pH (۳-۱۱)، مقدار کاتالیست (۰-۴۰۰ میلی گرم بر لیتر)، مقدار PMS ( ۰-۱ میلی مولار) و زمان (۰-۱۲۰ دقیقه) مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش شناسایی رادیکال های فعال و همچنین آزمون سمیت محلول تصفیه شده مورد امتحان قرار گرفت.
یافته ها: سنتز موفقیت آمیز کاتالیست بنتونیت@ Fe3O4 از طریق آنالیزهای SEM، XRD و FTIR تایید شد. حذف کامل رنگ در یک شرایط اپراتوری شامل pH ۳، مقدار mg/L ۲۰۰ کاتالیست، مقدار ۰/۵ میلی مولار PMS و زمان واکنش ۱۰۰ دقیقه بدست آمد. رادیکال های سولفات (SO4•-)، هیدروکسیل (•OH) و سوپراکسید (O2•-) به عنوان گونه های فعال در تجزیه رنگ از محیط آبی شناسایی شدند. رشد ۱/۵۶ برابری گیاه نعناع در محلول تصفیه شده در مقابل محلول تصفیه نشده تاکید کرد که فرآیند حاضر کارایی مناسبی در کاهش سمیت محلول دارد.
نتیجه گیری: یافته های مطالعه نشان داد که با تصفیه کاتالیتیک محلول 113AB، میتوان پسابی مناسبی برای دفع بدست آورد.
فهرست منابع
1. Reza Samarghandi M, Tari K, Shabanloo A, et al. Synergistic degradation of acid blue 113 dye in a thermally activated persulfate (TAP)/ZnO-GAC oxidation system: Degradation pathway and application for real textile wastewater. Separation and Purification Technology 2020;247: 116931. [DOI:10.1016/j.seppur.2020.116931]
2. Shirzad-Siboni M, Jafari SJ, Giahi O, et al. Removal of acid blue 113 and reactive black 5 dye from aqueous solutions by activated red mud. Journal of Industrial and Engineering Chemistry 2014;20(4): 1432-7. [DOI:10.1016/j.jiec.2013.07.028]
3. Shafawi AN, Mahmud RA, Ahmed Ali K, et al. Bi2O3 particles decorated on porous g-C3N4 sheets: Enhanced photocatalytic activity through a direct Z-scheme mechanism for degradation of Reactive Black 5 under UV-vis light. Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry 2020;389: 112289. [DOI:10.1016/j.jphotochem.2019.112289]
4. Saravanan M, Sambhamurthy NP, Sivarajan M. Treatment of Acid Blue 113 Dye Solution Using Iron Electrocoagulation. CLEAN - Soil, Air, Water 2010;38(5-6): 565-71. [DOI:10.1002/clen.200900278]
5. Márquez AA, Coreño O, Nava JL. An innovative process combining electrocoagulation and photoelectro-Fenton-like methods during the abatement of Acid Blue 113 dye. Process Safety and Environmental Protection 2022;163: 475-86. [DOI:10.1016/j.psep.2022.05.061]
6. Lee LY, Gan S, Yin Tan MS, et al. Effective removal of Acid Blue 113 dye using overripe Cucumis sativus peel as an eco-friendly biosorbent from agricultural residue. Journal of Cleaner Production 2016;113: 194-203. [DOI:10.1016/j.jclepro.2015.11.016]
7. Ma Z, Cao H, Lv F, et al. Preparation of nZVI embedded modified mesoporous carbon for catalytic persulfate to degradation of reactive black 5. Frontiers of Environmental Science & Engineering 2021;15(5): 98. [DOI:10.1007/s11783-020-1372-4]
8. Satapanajaru T, Yoo-iam M, Bongprom P, Pengthamkeerati P. Decolorization of Reactive Black 5 by persulfate oxidation activated by ferrous ion and its optimization. Desalination and Water Treatment 2015;56(1): 121-35. [DOI:10.1080/19443994.2014.932710]
9. Luo S, Duan L, Sun B, et al. Manganese oxide octahedral molecular sieve (OMS-2) as an effective catalyst for degradation of organic dyes in aqueous solutions in the presence of peroxymonosulfate. Applied Catalysis B: Environmental 2015;164: 92-9. [DOI:10.1016/j.apcatb.2014.09.008]
10. Tan C, Jian X, Dong Y, et al. Activation of peroxymonosulfate by a novel EGCE@Fe3O4 nanocomposite: Free radical reactions and implication for the degradation of sulfadiazine. Chemical Engineering Journal 2019;359: 594-603. [DOI:10.1016/j.cej.2018.11.178]
11. Ghanbari F, Moradi M. Application of peroxymonosulfate and its activation methods for degradation of environmental organic pollutants: Review. Chemical Engineering Journal 2017;310: 41-62. [DOI:10.1016/j.cej.2016.10.064]
12. Scaria J, Gopinath A, Nidheesh PV. A versatile strategy to eliminate emerging contaminants from the aqueous environment: Heterogeneous Fenton process. Journal of Cleaner Production 2021;278: 124014. [DOI:10.1016/j.jclepro.2020.124014]
13. Liu M, Ye Y, Ye J, et al. Recent Advances of Magnetite (Fe3O4)-Based Magnetic Materials in Catalytic Applications. Magnetochemistry 2023;9: 110. [DOI:10.3390/magnetochemistry9040110]
14. Li Z, Sun Y, Yang Y, et al. Comparing biochar- and bentonite-supported Fe-based catalysts for selective degradation of antibiotics: Mechanisms and pathway. Environmental Research 2020;183: 109156. [DOI:10.1016/j.envres.2020.109156]
15. Huang G, Liu K, Muhammad Y, et al. Integrating magnetized bentonite and pinecone-like BiOBr/BiOI Step-scheme heterojunctions as novel recyclable photocatalyst for efficient antibiotic degradation. Journal of Industrial and Engineering Chemistry 2023;122: 482-99. [DOI:10.1016/j.jiec.2023.03.010]
16. Pandey S. A comprehensive review on recent developments in bentonite-based materials used as adsorbents for wastewater treatment. Journal of Molecular Liquids 2017;241: 1091-113. [DOI:10.1016/j.molliq.2017.06.115]
17. Lou Z, Zhou Z, Zhang W, et al. Magnetized bentonite by Fe3O4 nanoparticles treated as adsorbent for methylene blue removal from aqueous solution: Synthesis, characterization, mechanism, kinetics and regeneration. Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers 2015;49: 199-205. [DOI:10.1016/j.jtice.2014.11.007]
18. Desalegn YM, Andoshe DM, Desissa TD. Composite of bentonite/CoFe2O4/hydroxyapatite for adsorption of Pb (II). Materials Research Express 2020;7(11): 115501. [DOI:10.1088/2053-1591/abc71f]
19. Culita DC, Simonescu CM, Patescu RE, et al. Polyamine Functionalized Magnetite Nanoparticles as Novel Adsorbents for Cu(II) Removal from Aqueous Solutions. Journal of Inorganic and Organometallic Polymers and Materials 2017;27(2): 490-502. [DOI:10.1007/s10904-016-0491-7]
20. Zaher M, Wahab S, Taha M, Masoud A. Sorption Characteristics of Iron, Fluoride and Phosphate from Wastewater of Phosphate Fertilizer Plant using Natural Sodium Bentonite. Journal of Membrane Science & Technology 2018;08. [DOI:10.4172/2155-9589.1000186]
21. Babahoum N, Ould Hamou M. Characterization and purification of Algerian natural bentonite for pharmaceutical and cosmetic applications. BMC Chemistry 2021;15(1): 50. [DOI:10.1186/s13065-021-00776-9]
22. Li Z, Luo S, Yang Y, Chen J. Highly efficient degradation of trichloroethylene in groundwater based on peroxymonosulfate activation by bentonite supported Fe/Ni bimetallic nanoparticle. Chemosphere 2019;216: 499-506. [DOI:10.1016/j.chemosphere.2018.10.133]
23. Tong S, Chen D, Jiang X, et al. Persulfate activation by Fe3O4-doped biochar synthesized from Fenton sludge and sewage sludge for enhanced 1-H-1,2,4-triazole degradation. Chemical Engineering Journal 2023;461: 142075. [DOI:10.1016/j.cej.2023.142075]
24. Gao Y, Zhao Q, Li Y, et al. Degradation of sulfamethoxazole by peroxymonosulfate activated by waste eggshell supported Ag2O-Ag nano-particles. Chemical Engineering Journal 2021;405: 126719. [DOI:10.1016/j.cej.2020.126719]
25. Ghanbari F, Jaafarzadeh N. Graphite-supported CuO catalyst for heterogeneous peroxymonosulfate activation to oxidize Direct Orange 26: the effect of influential parameters. Research on Chemical Intermediates 2017;43(8): 4623-37. [DOI:10.1007/s11164-017-2901-z]
26. Wang H, Wang C, Wang X, et al. Cobalt atom sites anchored on sulfhydryl decorated UiO-66 to activate peroxymonosulfate for norfloxacin degradation. Journal of Environmental Chemical Engineering 2023;11(1): 108972. [DOI:10.1016/j.jece.2022.108972]
27. Zhao Z, Zhu S, Qi S, et al. Collaborative modification strategy to improve the formation of biochar-derived persistent free radicals for aniline removal via peroxymonosulfate activation. Biochar 2025;7. [DOI:10.1007/s42773-024-00416-0]
28. Chen H, Ku J, Wang L. Thermal catalysis under dark ambient conditions in environmental remediation: Fundamental principles, development, and challenges. Chinese Journal of Catalysis 2019;40(8): 1117-34. [DOI:10.1016/S1872-2067(19)63366-8]
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
