بررسی فرآیند سونوفتوکاتالیستی 2 و6 - دی کلروفنل با استفاده از نانوذرات Fe/TiO2 از محلول های آبی

آلودگی آب با ترکیبات آلی به عنوان یک نگرانی عمده محیط زیستی در سراسر جهان مطرح است(1).کلروفنل­ها یک جزء مهم از این آلاینده­های آلی هستند که شامل حلقه بنزنی، گروه هیدروکسیل(OH)، اتم­های کلر (بین1تا5) و جایگزین­های احتمالی دیگر مثل متیل و اتیل هستند(2, 3) و به طور گسترده در تولید رنگ­ها، دارو­ها، محافظ چوب،آفت­کش­هاو صنایع کاغذ استفاده می­شوند(4-6). علاوه بر مصارف بالا، چنین موادی پیش­ساز ترکیبات بسیار سمی نظیر دی­بنزو­پی­دیوکسین­ها و دی­بنزوفوران­ها در طی فرآیند سوزاندن هستند(6). 2و6-دی­کلروفنل یک نوع کلروفنل است و دارای فرمول شیمیایی C₆H₄OHCl₂، وزن مولکولی 163، قابلیت انحلال در آب 10³*90/1 میلی­گرم بر لیتر و فشار بخار ^2-10*60/3 میلی­متر جیوه می­باشد(شکل1)(7).

شکل 1: ساختار شیمیایی 2و6- دی­کلروفنل

غلظت کلروفنل­ها بستگی به نوع منابع آبی و بسیار متغیر است برای مثال مقادیری که در فاضلاب تشخیص داده شده در رنج نانوگرم تا میکروگرم و حتی تا میلی­گرم بر لیتر مشاهده شده است و بین 1/0 تا 10 میلی­گرم برلیتر و حتی بیشتر از 50 میلی­گرم بر لیتر در آب­های زیرزمینی مناطق آلوده یافت شده است(8, 9). از جمله مضرات کلروفنل­ها میتوان به پایداری و سمیت بالا، تجزیه بیولوژیکی کم، اثر بالقوه سرطانزایی و موتاژنیکی، مشکلات سم­شناسی اکولوژیکی و خطرات سلامتی (از جمله احتمال ابتلا به سرطان، تضعیف سیستم اعصاب مرکزی، کم­خونی، آسیب به کلیه­ها، کبد و...) اشاره کرد(10-12).

و این ترکیبات توسط اتحادیه اروپا و آژانس حفاظت محیط زیست ایالات متحده در لیست آلاینده­های دارای تقدم می­باشند(3) و حداکثر غلظت مجاز کلروفنل­ها در آب 5/0 میکروگرم بر لیتر و غلظت فنل ها به صورت جداگانه نباید از 1/0 میکروگرم بر لیتر بیشتر شود(9, 13).  

برای حذف کلروفنل­ها از محلول­های آبی از روش­های مختلف مانند روش­های بیولوژیکی(14)، کربن فعال(15)، تجزیه فتوکاتالیستی باCo/TiO₂(16)، الکتروشیمیایی(17)، الکتروفنتون(18)، نانولوله­های کربنی چند جدارهFe₃O₄-TiO₂ با اولتراسونیک(19)، O₃/MgO(20) استفاده شده است.با این حال روش­های متداول دارای معایبی از جمله سرعت کند، حساسیت به pH و دما و تجزیه ناقص آلاینده­ها هستند(5, 21). در سال­های اخیر فرآیند­های اکسیداسیون پیشرفته به عنوان روش­هایی موثر با کارایی بالا برای تجزیه آلاینده­های آلی مقاوم مطرح شده­اند(5, 22). مکانیسم اصلی فرآیند­های اکسیداسیون پیشرفته تولید رادیکال هیدروکسیل با پتانسیل اکسیداسیون بالا(2.3الکترون­ولت) وماهیت غیر­انتخابی برای تجزیه موثر و سریع­تر آلاینده­ها می­باشد(23, 24).

یکی از فرآیند­های اکسیداسیون پیشرفته که به طور گسترده استفاده می­شود و آینده روشنی دارد فتوکاتالیست­های نیمه­رسانا است که دارای مزایای از جمله قابلیت اکسایش قوی، پایداری بالا می­باشد که تعداد زیادی رادیکال آزاد در طی فرآیند تولید می­کنند(23, 25, 26). در سیستم­های فتوکاتالیستی با تابش اشعه UV، الکترون­های لایه والانس به لایه هدایت  انتقال یافته و باعث ایجاد حفره در لایه والانس می­شود(27, 28). این حفره­ها موجب اکسیداسیون ترکیبات آلی می­شوند(27).

نانوذرات دی­اکسید­تیتانیوم به طور گسترده در چندین دهه گذشته برای تجزیه فتوکاتالیستی مانند تصفیه آب، پوشش­ها، سنسور­ها، سلول­های خورشیدی و دیگر صنایع شیمیایی به دلیل پایداری شیمیایی بالا، عدم سمیت، ارزان بودن و فعالیت کاتالیستی بدون تولید آلاینده­های ثانویه  استفاده می­شود(28-31). اما به دلیل شکاف گسترده باند (2/3 الکترون­ولت) و بازده کوانتومی کم آن به شدت محدود می­شوند(32, 33). روش­های اصلاح فتوکاتالیستی شامل داپ کردن با یون­های فلزی، غیر­فلزی و ایجاد هتروژن با نیمه هادی­های دیگر است(32). در بین انواع مختلف فلزات،  Fe³⁺ به دو دلیل مشابهت زیاد شعاع Fe³⁺ (645/0آنگستروم) به Ti⁴⁺ (604/0 آنگستروم) و اتصال آسان به شبکه کریستالی دی­اکسید­تیتانیوم(مهارترکیب مجدد حفره و الکترون) به عنوان  یک عنصر مناسب مطرح شده است(29, 32).

برای سنتز نانوذرات دی­اکسید­تیتانیوم روش­های مختلفی شامل سل– ژل(34)، رسوب شیمیایی، هیدروترمال(35)، میکروامولسیون کاربرد دارد(30). از بین این روش­ها روش سل-ژل به دلیل بازدهی بالا و هزینه کم استفاده می­شود(36).

اخیرا اشعه اولتراسونیک به عنوان یکی از فرآیند­های اکسیداسیون پیشرفته  برای تجزیه آلاینده­های آلی مقاوم به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته است(37). امواج اولتراسونیک(1000-20کیلوهرتز)با تشکیل، رشد و فروپاشی حباب­ها در محلول­های آبی و تولید انرژی منجر به تولید نقاط داغ با فشار (1000اتمسفر) و دمای بالا(5000کلوین) می­شود. این پدیده گونه­های فعال واکنش­پذیری مانند رادیکال هیدروکسیل، °o2- ، Oᵒ، HOOᵒ تولید میکند که موجب تجزیه آلاینده­های آلی و غیرآلی مختلف می­گردد(38-41).

امرزه ترکیب­های مختلفی از فرآیند­های اکسیداسیون پیشرفته به عنوان روش­هایی موثر و ارتقاء­دهنده برای تجزیه کامل آلاینده­ها پیشنهاد شده است(22).

یکی از روش­های عمده در این زمینه فرآیند سونوفتوکاتالیستی است که ترکیبی از سونولیز و فتوکاتالیستی می­باشد و  از مزایای عمده آن میتوان به افزایش رادیکال هیدروکسیل، تجزیه آلاینده­های هیدروفوبیک(آلتراسونیک) و هیدروفلیک(فتوکاتالیست) اشاره کرد(42). از فرآیند سونوفتوکاتالیست برای حذف رنگ­ها(43, 44)، داروها(45) ، غیرفعال­سازی باکتری­ها(46)و... استفاده شده است. بنابراین هدف از انجام این پژوهش بررسی کارایی فرآیند سونوفتوکاتالیستی با استفاده از نانوذرات Fe/TiO₂ سنتز شده در حذف 2 و6دی­کلروفنل از محلول­های آبی می­باشد.  

بررسی متون:

Sunasee و همکاران در مطالعه معدنی کردن سونوفتوکاتالیستی بیسفنول A با استفاده از تیتانیوم دی اکسید انجام دادند پارامترهای بهره برداری مثل توان و فرکانس اولتراسونیک، سرعت همزدن مکانیکی و دما بود و مقایسه فرآیندها به صورت ترکیبی و جداگانه در شرایط بهینه اولتراسونیک (35کیلوهرتز، 50 وات، سرعت همزن 300دور در دقیقه و دما 20 درجه سانتی­گراد) انجام شد که فرآیند ترکیبی سونوفتوکاتالیت بیشترین میزان حذف بیسفنول A (^3-10*28 بر دقیقه) را داشت و شاخص سینرژیستی 2/2 بدست آمد(27).

در پژزوهش تجزیه فتوکاتالیز، سونولیز و سونوفتوکاتالیز 4-کلرو-2 نیتروفنل که VERMA و همکاران انجام دادند شرایط بهینه برای غلظت کاتالیست 5/1 گرم بر لیتر، pH 7 و غلظت اکسیدان 5/1 گرم بر لیتر بود. میزان تجزیه فتوکاتالیستی در 120 دقیقه 80 درصد و در سونوفتوکاتالیستی در 90 دقیقه 96 درصد بدست آمد راندمان تجزیه در فرآیندها سونوفتوکاتالیست>فتوکاتالیست>سونوکاتالیست> سونولیز بود(24).

در پژوهشی که افشین مالکی و همکاران انجام دادند استفاده از فرآیند سونوفتوکاتالیستی برای تجزیه دیازینون با نانوذرات دی­اکسیدتیتانیوم داپ شده با آهن از محلول­های آبی بود متغیرها شامل pH در رنج (5/9-5/6-5/5)، غلظت اولیه دیازینون(100-60-40-30-20-10میلی­گرم بر لیتر)، مقدار کاتالیست یاFe/TiO₂(6/0-4/0-2/0 گرم در لیتر)، غلظت آهن داپ کننده (2-5/1-1 درصد) و زمان واکنش(100-80-60-40-20دقیقه) شرایط بهینه بدست آمده عبارتنداز:  5/5=pH، غلظت اولیه دیازینون30 میلی­گرم بر لیتر، درصد داپ کردن 5/1درصد و زمان واکنش 100 دقیقه بود(28).

Madhavan Jagannathan  و همکاران در مطالعه­ی تجزیه سونوفتوکاتالیستی پاراستامول با استفاده از TiO₂ و Fe³⁺ به این نتیجه رسیدند که میزان تجزیه با TiO₂ (1گرم بر لیتر) برای سونولیز، فتوکاتالیز و سونوفتوکاتالیز به ترتیب 3/8، 2/30 و ^7-10*2/40 مول بر دقیقه، در واکنش با Fe³⁺ مقدار تجزیه US + Fe³⁺، UV + Fe³⁺ و US+UV+Fe³⁺ به ترتیب 1/26، 6/18، ^7-10*7/46 مول بر دقیقه بود نتایج بالا نشان داد که ترکیب سونولیز با فتوکاتالیز(TiO₂ یا Fe³⁺) اثر سینرژیست دارد ولی در حذف کل کربن آلی(TOC) با TiO₂ اثر سینرژیستی نداشت در حالی که در حضور Fe³⁺ فرآیند معدنی کردن سینرژیک بود(45).

 در مطالعه ­ای که با عنوان تجزیه فتوکاتالیستی ­کلروفنل­ها با استفاده از نانوذرات TiO2-325mesh و TiO2-P25 توسطEduardo Pino و همکاران انجام گردید تجزیه 2و6-دی­کلروفنل و 4-کلروفنل به صورت مخلوط و مجزا سنجیده شد که در حالت مجزا راندمان حذف بیشتر بود و میزان تجزیه با TiO2-325mesh نسبت به TiO2-P25بالاتر بود که میتواند بدلیل ویژگی­های سطحی نانوذرات باشد(48)

در مطالعه­ای که توسط Jingyu Su و همکاران با عنوان تجزیه 2و6-­دی­کلروفنل با استفاده از کامپوزیت کربن فعال با نانوذرات نیکل(Ni/AC) آماده شده با اولتراسونیک انجام شد متغیرهای مطالعه شامل غلظت Ni/AC (1-08/0-07/0-05/0-03/0-01/0گرم)،  pH(8-7-6-5-4-3)، شدت امواج صوتی (9-8-7-6-5 وات بر سانتی متر) بود و راندمان حذف 2و6­دی­کلروفنل با غلظت اولیه20میلی­گرم بر لیتر، pH برابر 5، زمان 120 دقیقه و دوز کاتالیست 08/0گرم بر لیتر 93درصد شد(49).

1. درصد حذف 2و6- دی­کلروفنل بر حسب متغیر  pHدر فرایند سونوفتوکاتالیستی چقدر می باشد؟
2. درصد حذف2و6- دی­کلروفنل  بر حسب متغیر غلظت اولیه 2و6-دی¬کلروفنل  در فرایند سونوفتوکاتالیستی چقدر می باشد؟ 
3. درصد حذف2و6-دی­کلروفنل بر حسب متغیر دوز نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم داپ شده با آهن در فرایند سونوفتوکاتالیستی چقدر می باشد؟
4.  درصد حذف2و6-دی­کلروفنل بر حسب متغیر زمان واکنش در فرایند سونوفتوکاتالیستی چقدر می باشد؟
5.  غلظت نهایی 2و6- دی­کلروفنل در شرایط بهینه فرایند سونوفتوکاتالیستی در مقایسه با استانداردها چقدر می­شود؟

تعیین کارایی فرآیند سونوفتوکاتالیستی 2 و6- دی­کلروفنل با استفاده از نانوذرات Fe/TiO2 از محلول­های آبی

1. تعیین درصد حذف 2و6- دی­کلروفنل بر حسب متغیر  pHدر فرایند سونوفتوکاتالیستی در محلول­های آبی
2. تعیین درصد حذف2و6- دی­کلروفنل بر حسب متغیر غلظت اولیه 2و6- دی­کلروفنل در فرایند سونوفتوکاتالیستی در محلول­های آبی
3.  تعیین درصد حذف2و6- دی­کلروفنل بر حسب متغیر دوز نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم داپ شده با اهن در فرایند سونوفتوکاتالیستی در محلول­های آبی
4. تعیین درصد حذف2و6- دی­کلروفنل بر حسب متغیر زمان واکنش در فرایند سونوفتوکاتالیستی در محلول­های آبی
5.  مقایسه غلظت نهایی 2و6- دی­کلروفنل در شرایط بهینه فرایند سونوفتوکاتالیستی با استانداردها

کارخانه های داروسازی: استفاده از این فرآیند برای تصفیه فاضلاب

سازمان منابع طبیعی: برای نظارت و پیشنهاد بر ارگانهای زیربط که فاضلاب شان وارد محیط زیست میشود.

وزارت بهداشت و درمان:برای نظارت و پیشنهاد بر ارگانهای زیربط که فاضلاب شان وارد محیط زیست میشود.

شهرداری ها: استفاده از این فرآیند برای تصفیه محلول های آبی حاوی دی کلروفنل

سازمان آب و فاضلاب:استفاده از این فرآیند برای تصفیه محلول های آبی حاوی دی کلروفنل

سونوفتوکاتالیست: فرآیند ترکیبی از سونولیز و فتوکاتالیستی می­باشد.

تجربی

محلول­های سنتتیک حاوی غلظت­های مختلف دی­کلروفنل

معیارهای ورود : نمونه سنتتیک شده  حاوی دی­کلروفنل باشد .

با توجه به این که آزمایش از طریق یافتن بهینه ترین نقطه هر یک از متغیرها پیش می رود، در نتیجه تعداد آزمایشات به شرح زیر است:

برای افزایش اطمینان از دقت و صحت آزمایش کلیه آزمایشات با 3 بار تکرار انجام میشود:

نمونه­ها در آزمایشگاه به صورت سنتتیک ساخته می­شود.

نمونه ها در پایان زمان های ماند هیدرولیکی از راکتور برداشته شده وپس از آماده سازی با دستگاه GC غلظت دی­کلروفنل اندازه گیر ی می شود. با استفاده از نرم افزار Excel  نمودارها و جداول مربوطه رسم گردید و با توجه به آن داده ها، بحث انجام میشود.

2و6- دی¬کلروفنل  (شرکت سیگما آلدریچ ) ، اسیدسولفوریک ( ساخت شرکت Merch) ، سدیم هیدروکسید ( ساخت کشور Merch )، لامپ UV (با توان 6 وات ایتالیایی) از  لوازم پزشکی خریداری گردد .

در مرحله اول مواد مورد نیاز از شرکتهای معتبر خریداری می­شود.نانو ذرهFe-Tio₂  به روش سل –ژل تهیه میگرددو از طیف پراش پرتوX،جهت بررسی ساختار کریستالی ذرات، تعیین فاز و نیز بررسی اندازه ذرات نانوذرات اکسید منیزیم ستز شده و از آنالیزSEM(میکروسکوپ الکترونی روبشی)، به منظور تعیین ریخت شناسی نانوذرات استفاده میشود.

      دقت دستگاه GC و حد تشخیص آن با استفاده از انجام آزمایشات مختلف و مطالعات قبلی مشخص می­شود.

مواد مورد استفاده جهت سنتز نانو فتوکاتالیست Fe³⁺-TiO₂

- پروپانول محصول MERCK آلمان، نیترات آهن .9H₂O(Fe(NO₃)₃) محصول MERCK آلمان، اسید نیتریک (HNO₃) محصول MERCK آلمان، تیتانیم تترا ایزو پروپوکسید (TTIP) محصول MERCK آلمان

سنتز نانو ذره دی اکسید تیتانیم غنی شده با آهن به روش ُسل- ژل

g 2/15 گرم نیترات آهن در نیمی از پروپانول (mL 775/121) حل شود و با هموژنایزر هم زده شود بعد از گذشت 15 دقیقه از عمل هم زدن، نیم دیگر پروپانول (mL 775/121) با TTIP (mL 77/62) ترکیب شود و قطره قطره و در مدت 15/1 (1ساعت و 15 دقیقه) به محلول قبلی افزوده گردد تا سل تشکیل شود. همزمان، mL 33/8 آب مقطر نیز قطره قطره به محلول اضافه گردد، بعد از گذشت 30 دقیقه از شروع کار افزودن محلول پروپانول و TTIP به محلول پروپانول و نیترات آهن، چند قطره اسید نیتریک هم افزوده شود تا pH محلول 3 شود. در تمام مدت افزایش مواد عمل هم زدن توسط هموژنایزر باید ادامه پیدا کند. سپس محلول به مدت 24 ساعت جهت ژله ای شدن (تشکیل ژل) روی همزن مغناطیسی قرار داده شود. ژل تشکیل شده به مدت 10 ساعت در آون در دمای Cº 80 جهت خروج الکل قرار داده شود. به منظور فعال کردن کاتالیست آن را به مدت 2 الی 5/2 ساعت در کوره در دمای Cº 50 ± 500 و سپس جهت خنک شدن در دسیکاتور قرار داده شود. در نهایت و بعد از خنک شدن به صورت پودر در آورده میشود.

* شایان ذکر است که برای بررسی تأثیر مقدار (غلظت) یون آهن غنی کننده TiO₂ در کارایی فرایند تجزیه فتوکاتالیتیک بوسیله Fe³⁺-TiO₂، با استفاده از همین روش نانوفتوکاتالیست Fe³⁺-TiO₂ با مقدار کمتر یون آهن نسبت به نانوذره قبلی سنتز شود.

روش انجام آزمایش:

-تهیه محلول استوک

در ابتدای کار یک محلول استوک 2و6- دی¬کلروفنل  با حل کردن1 گرم 2و6- دی¬کلروفنل  در 1000 میلی­لیتر آب مقطر  تهیه می­شود. محلول استوک به صورت هفتگی تهیه می­شود و برای جلوگیری از تغییر غلظت در درون یخچال در دمای 4 درجه سانتی­گراد نگهداری می­شود. برای ساخت غلظت­های مختلف دی­کلروفنل از محلول استوک با نسیت­های مناسب  با استفاده از فرمول زیر رقیق­سازی می­شود :

C₁ : غلظت دی­کلروفنل در محلول استوک           V₁: حجمی که از محلول استوک برداشته می­شود.           C₁V₁ = C₂V₂

C₂ : غلظت دی­کلروفنل در نمونه سنتتیک        V₂ : حجم نمونه سنتتیک =250 سی سی 

-رسم نمودار استاندارد

غلظت های مختلف از محلول استوک 1 گرم بر لیتری را ساخته در دستگاه GC مقدار دی­کلروفنل قرائت و با استفاده از نرم افزار Excel نمودار مربوطه رسم می­شود.

-تعیین pH بهینه

جهت تعیین pH بهینه، متغیرهای غلظت دی­کلروفنل50 میلی­گرم بر لیتر  و غلظت نانوذره500 میلی­گرم بر لیتر ثابت در نظر گرفته می­شود سپس pH با استفاده از اسید­سولفوریک 1/0 نرمال و سدیم هیدروکسید 1/0نرمال توسط pH­متردر سه سطح 3و7و11تنظیم می­شود و در داخل راکتور آزمایش قرار داده و در زمان­های مختلف(180-120-60-30 دقیقه) حجم مشخصی از نمونه برداشته شده پس از عبور از فیلتر سرنگی(یا کاغذ صافی) و آماده سازی نمونه مقدار جذب با دستگاه GC اندازه­گیری می­شود.

-تعیین دوز نانوذره بهینه

با ثابت نگه داشتن متغیر غلظت دی­کلروفنل 50 میلی­گرم بر لیتر و pH بهینه بدست آمده از مرحله قبل با محلول های مورد نظر تنظیم می­شود و غلظت های مختلف نانوذره(1-5/0-25/0گرم بر لیتر) با ترازوی دیجیتال وزن کرده و به نمونه های سنتتیک اضافه شده و در راکتور آزمایش قرار داده مشابه مرحله قبل در زمان­های مختلف نمونه برداشته شده و با دستگاه GC مقدار خروجی دی­کلروفنل اندازه­گیری می­شود.

-تعیین غلظت دی­کلروفنل بهینه

غلظت های مختلف دی­کلروفنل(80-50-20میلی­گرم بر لیتر) از محلول استوک ساخته شود با در نظر گرفتن مقدار pH بهینه و دوز نانوذره 500 میلی­گرم بر لیتر و بقیه شرایط مانند مراحل قبل ایجاد شود.

راندمان حذف 2و6- دی¬کلروفنل  با استفاده از فرمول زیر  بدست می­آید :

C₀  C₀ – C₁ / = راندمان حذف 2و6- دی­کلروفنل  

C₀: غلظت اولیه 2و6- دی­کلروفنل                                    C₁ : غلظت خروجی 2و6- دی­کلروفنل

با انجام Pre-test  و  وسایل و مواد موجود ممکن است تغییراتی در طرح انجام شود.

با استفاده از نرم افزارExcell نمودار­های مربوطه رسم می­شود.

1. هدف اصلی هر پژوهش‌باید ارتقای سلامت انسان‌ها توأم با رعایت کرامت و حقوق ایشان باشد) کد1).
2. در پژوهش‌های پزشکی که ممکن است به محیط زیست آسیب برسانند، باید احتیاط‌های لازم در جهت حفظ و نگهداری و عدم آسیب رسانی به محیط ریست انجام گیرد(کد9).
3. پژوهشگران موظفند که نتایج پژوهش‌های خود را صادقانه ، دقیق، و کامل منتشر کنند. نتایج، اعم از منفی یا مثبت، و نیز منابع تأمین بودجه، وابستگی  سازمانی، و تعارض منافع – در صورت وجود – باید کاملاً آشکارسازی شوند. پژوهشگران نباید در هنگام عقد قرارداد انجام پژوهش، هیچ  گونه شرطی را مبنی بر حذف یا عدم انتشار یافته‌هایی که از نظر حمایت کننده‌ی پژوهش  مطلوب نیست، بپذیرند(کد28).
4. نحوه‌ی گزارش نتایج پژوهش باید ضامن حقوق مادی و معنوی تمامی اشخاص مرتبط با پژوهش، از جمله خود پژوهشگر یا پژوهشگران، آزمودنی‌ها و مؤسسه‌ی حمایت کننده‌ی  پژوهش باشد(کد29).
5. گزارش‌ها و مقالات حاصل از پژوهش‌هایی که مفاد این راهنما را نقض کرده‌اند، نباید برای انتشار پذیرفته شوند.(کد30).
6. روش پژوهش نباید با ارزش‌های احتماعی، فرهنگی و دینی  جامعه در تناقض باشد(31).

خراب شدن دستگاه کروماتوگرافی گازی: تعمیر آن

     شکسته شدن لامپ UV: خرید مجدد لامپ

سمی بودن 2و6- دی­کلروفنل  : استفاده از وسایل حفاظت فردی(ماسک فیلتردار، دستکش و...)، استفاده از تهویه در آزمایشگاه

نانوذرات دی اکسید تیتانیوم، سونوفتوکاتالیست، دی کلروفنل، اولتراسونیک، کاتالیست غیرهمگن

1.            Anisuzzaman SM, Joseph CG, Taufiq-Yap YH, Krishnaiah D, Tay VV. Modification of commercial activated carbon for the removal of 2,4-dichlorophenol from simulated wastewater. Journal of King Saud University - Science. 2015 2015/10/01/;27(4):318-30.

2.            Ren H, Li Q, Zhan Y, Fang X, Yu D. 2, 4-Dichlorophenol hydroxylase for chlorophenol removal: Substrate specificity and catalytic activity. Enzyme and microbial technology. 2016;82:74-81.

3.            Yan Z, He H, Yang C, Zeng G, Luo L, Jiao P, et al. Biodegradation of 3,5-dimethyl-2,4-dichlorophenol in saline wastewater by newly isolated Penicillium sp. yz11-22N2. Journal of Environmental Sciences. 2017 2017/07/01/;57(Supplement C):211-20.

4.            Guo M, Weng X, Wang T, Chen Z. Biosynthesized iron-based nanoparticles used as a heterogeneous catalyst for the removal of 2,4-dichlorophenol. Separation and Purification Technology. 2017 2017/03/24/;175(Supplement C):222-8.

5.            Li X, Zhou M, Pan Y, Xu L. Pre-magnetized Fe0/persulfate for notably enhanced degradation and dechlorination of 2,4-dichlorophenol. Chemical Engineering Journal. 2017 2017/01/01/;307(Supplement C):1092-104.

6.            Rodriguez-Hernandez MC, Garcia De la-Cruz RF, Leyva E, Navarro-Tovar G. Typha latifolia as potential phytoremediator of 2,4-dichlorophenol: Analysis of tolerance, uptake and possible transformation processes. Chemosphere. 2017 Apr;173:190-8. PubMed PMID: 28110008. Epub 2017/01/23. eng.

7.            Park J-S, Her N-G, Yoon Y. Sonochemical degradation of chlorinated phenolic compounds in water: effects of physicochemical properties of the compounds on degradation. Water, Air, & Soil Pollution. 2011;215(1-4):585-93.

8.            Asim S, Zhu Y, Batool A, Hailili R, Luo J, Wang Y, et al. Electrochemical treatment of 2, 4–dichlorophenol using a nanostructured 3D–porous Ti/Sb–SnO2–Gr anode: Reaction kinetics, mechanism, and continuous operation. Chemosphere. 2017 2017/10/01/;185:11-9.

9.            Kadmi Y, Favier L, Yehya T, Soutrel I, Simion AI, Vial C, et al. Controlling contamination for determination of ultra-trace levels of priority pollutants chlorophenols in environmental water matrices. Arabian Journal of Chemistry. 2015.

10.          Raoov M, Mohamad S, Abas MR. Removal of 2, 4-dichlorophenol using cyclodextrin-ionic liquid polymer as a macroporous material: Characterization, adsorption isotherm, kinetic study, thermodynamics. Journal of hazardous materials. 2013;263:501-16.

11.          Huang Z, Chen G, Zeng G, Guo Z, He K, Hu L, et al. Toxicity mechanisms and synergies of silver nanoparticles in 2, 4-dichlorophenol degradation by Phanerochaete chrysosporium. Journal of hazardous materials. 2017;321:37-46.

12.          Liang Y, Yu L, Yang R, Li X, Qu L, Li J. High sensitive and selective graphene oxide/molecularly imprinted polymer electrochemical sensor for 2, 4-dichlorophenol in water. Sensors and Actuators B: Chemical. 2017;240:1330-5.

13.          Suliman FEO, Al-Kindi SS, Al-Kindy SM, Al-Lawati HA. Analysis of phenols in water by high-performance liquid chromatography using coumarin-6-sulfonyl chloride as a fluorogenic precolumn label. Journal of Chromatography A. 2006;1101(1-2):179-84.

14.          Van Aken P, Van den Broeck R, Degrève J, Dewil R. A pilot-scale coupling of ozonation and biodegradation of 2,4-dichlorophenol-containing wastewater: The effect of biomass acclimation towards chlorophenol and intermediate ozonation products. Journal of Cleaner Production. 2017 2017/09/10/;161(Supplement C):1432-41.

15.          Garba ZN, Rahim AA. Evaluation of optimal activated carbon from an agricultural waste for the removal of para-chlorophenol and 2,4-dichlorophenol. Process Safety and Environmental Protection. 2016 7//;102:54-63.

16.          Hoseini SN, Pirzaman AK, Aroon MA, Pirbazari AE. Photocatalytic degradation of 2,4-dichlorophenol by Co-doped TiO2 (Co/TiO2) nanoparticles and Co/TiO2 containing mixed matrix membranes. Journal of Water Process Engineering. 2017 6//;17:124-34.

17.          Zhang J, Liu H, Wang B, Thabit M, Bai H. Preparation of Pd/GO/Ti electrode and its electrochemical degradation for 2,4-dichlorophenol. Materials & Design. 2015 12/5/;86:664-9.

18.          Zhang C, Zhou M, Ren G, Yu X, Ma L, Yang J, et al. Heterogeneous electro-Fenton using modified iron–carbon as catalyst for 2,4-dichlorophenol degradation: Influence factors, mechanism and degradation pathway. Water Research. 2015 3/1/;70:414-24.

19.          Dobaradaran S, Nodehi RN, Yaghmaeian K, Jaafari J, Niari MH, Bharti AK, et al. Catalytic decomposition of 2-chlorophenol using an ultrasonic-assisted Fe3O4–TiO2@MWCNT system: Influence factors, pathway and mechanism study. Journal of Colloid and Interface Science. 2018 2018/02/15/;512(Supplement C):172-89.

20.          Mohammadi L, Bazrafshan E, Noroozifar M, Ansari-Moghaddam A, Barahuie F, Balarak D. Removing 2, 4-Dichlorophenol from aqueous environments by heterogeneous catalytic ozonation process using synthetized MgO nanoparticles. Water Science and Technology. 2017:wst2017479.

21.          Ren H, Li Q, Zhan Y, Fang X, Yu D. 2,4-Dichlorophenol hydroxylase for chlorophenol removal: Substrate specificity and catalytic activity. Enzyme and Microbial Technology. 2016 2016/01/01/;82(Supplement C):74-81.

22.          Jaafarzadeh N, Ghanbari F, Ahmadi M. Efficient degradation of 2,4-dichlorophenoxyacetic acid by peroxymonosulfate/magnetic copper ferrite nanoparticles/ozone: A novel combination of advanced oxidation processes. Chemical Engineering Journal. 2017 2017/07/15/;320(Supplement C):436-47.

23.          Chakma S, Moholkar VS. Investigation in mechanistic issues of sonocatalysis and sonophotocatalysis using pure and doped photocatalysts. Ultrason Sonochem. 2015 Jan;22:287-99. PubMed PMID: 24986798. Epub 2014/07/06. eng.

24.          Verma A, Kaur H, Dixit D. Photocatalytic, Sonolytic and Sonophotocatalytic Degradation of 4-Chloro-2-Nitro Phenol. Archives of Environmental Protection2013. p. 17.

25.          Hu X, Zhu Q, Gu Z, Zhang N, Liu N, Stanislaus MS, et al. Wastewater treatment by sonophotocatalysis using PEG modified TiO2 film in a circular Photocatalytic-Ultrasonic system. Ultrason Sonochem. 2017 May;36:301-8. PubMed PMID: 28069214. Epub 2017/01/11. eng.

26.          Ye B, Han X, Yan M, Zhang H, Xi F, Dong X, et al. Fabrication of metal-free two dimensional/two dimensional homojunction photocatalyst using various carbon nitride nanosheets as building blocks. Journal of Colloid and Interface Science. 2017 12/1/;507:209-16.

27.          Sunasee S, Wong KT, Lee G, Pichiah S, Ibrahim S, Park C, et al. Titanium dioxide-based sonophotocatalytic mineralization of bisphenol A and its intermediates. Environmental science and pollution research international. 2017 Jun;24(18):15488-99. PubMed PMID: 28512708. Epub 2017/05/18. eng.

28.          Tabasideh S, Maleki A, Shahmoradi B, Ghahremani E, McKay G. Sonophotocatalytic degradation of diazinon in aqueous solution using iron-doped TiO2 nanoparticles. Separation and Purification Technology. 2017 2017/12/22/;189(Supplement C):186-92.

29.          Moradi V, Jun MBG, Blackburn A, Herring RA. Significant improvement in visible light photocatalytic activity of Fe doped TiO2 using an acid treatment process. Applied Surface Science. 2018 2018/01/01/;427(Part B):791-9.

30.          Sui Y, Liu Q, Jiang T, Guo Y. Synthesis of nano-TiO2 photocatalysts with tunable Fe doping concentration from Ti-bearing tailings. Applied Surface Science. 2018 2018/01/15/;428(Supplement C):1149-58.

31.          Zhang H, Wei C, Huang Y, Wang J. Preparation of cube micrometer potassium niobate (KNbO3) by hydrothermal method and sonocatalytic degradation of organic dye. Ultrasonics Sonochemistry. 2016 5//;30:61-9.

32.          Lin L, Wang H, Jiang W, Mkaouar AR, Xu P. Comparison study on photocatalytic oxidation of pharmaceuticals by TiO2-Fe and TiO2-reduced graphene oxide nanocomposites immobilized on optical fibers. Journal of Hazardous Materials. 2017 2017/07/05/;333(Supplement C):162-8.

33.          Panda D, Manickam S. Recent advancements in the sonophotocatalysis (SPC) and doped-sonophotocatalysis (DSPC) for the treatment of recalcitrant hazardous organic water pollutants. Ultrason Sonochem. 2017 May;36:481-96. PubMed PMID: 28069236. Epub 2017/01/11. eng.

34.          Cotolan N, Rak M, Bele M, Cör A, Muresan L, Milošev I. Sol-gel synthesis, characterization and properties of TiO 2 and Ag-TiO 2 coatings on titanium substrate. Surface and Coatings Technology. 2016;307:790-9.

35.          Zhou F, Yan C, Wang H, Zhou S, Komarneni S. Sepiolite-TiO2 nanocomposites for photocatalysis: Synthesis by microwave hydrothermal treatment versus calcination. Applied Clay Science. 2017 2017/09/15/;146(Supplement C):246-53.

36.          Tang Q, Zhu H, Chen C, Wang Y, Zhu Z, Wu J, et al. Preparation and Characterization of Nanoscale Cobalt Blue Pigment for Ceramic Inkjet Printing by Sol-Gel Self-Propagating Combustion. Materials Research. 2017;20:1340-4.

37.          Khataee A, Kayan B, Gholami P, Kalderis D, Akay S. Sonocatalytic degradation of an anthraquinone dye using TiO 2-biochar nanocomposite. Ultrasonics Sonochemistry. 2017;39:120-8.

38.          Chen X, Dai J, Shi G, Li L, Wang G, Yang H. Sonocatalytic degradation of Rhodamine B catalyzed by β-Bi2O3 particles under ultrasonic irradiation. Ultrasonics Sonochemistry. 2016 2016/03/01/;29(Supplement C):172-7.

39.          Das R, Bhaumik M, Giri S, Maity A. Sonocatalytic rapid degradation of Congo red dye from aqueous solution using magnetic Fe0/polyaniline nanofibers. Ultrasonics Sonochemistry. 2017 2017/07/01/;37(Supplement C):600-13.

40.          Ertugay N, Acar FN. The degradation of Direct Blue 71 by sono, photo and sonophotocatalytic oxidation in the presence of ZnO nanocatalyst. Applied Surface Science. 2014;318(Complete):121-6.

41.          Khataee A, Saadi S, Vahid B, Joo SW, Min B-K. Sonocatalytic degradation of Acid Blue 92 using sonochemically prepared samarium doped zinc oxide nanostructures. Ultrasonics Sonochemistry. 2016 2016/03/01/;29(Supplement C):27-38.

42.          Theerthagiri J, Senthil RA, Thirumalai D, Madhavan J. Sonophotocatalytic Degradation of Organic Pollutants Using Nanomaterials. In: Ashokkumar M, editor. Handbook of Ultrasonics and Sonochemistry. Singapore: Springer Singapore; 2015. p. 1-34.

43.          Khan MAN, Siddique M, Wahid F, Khan R. Removal of reactive blue 19 dye by sono, photo and sonophotocatalytic oxidation using visible light. Ultrasonics Sonochemistry. 2015 2015/09/01/;26(Supplement C):370-7.

44.          Sambandam A. Sonophotocatalytic Degradation of Scarlet Red dye using Fe-Bi2O3 Catalyst and its Process Optimization by Response Surface Methodology2016. 14-32 p.

45.          Jagannathan M, Grieser F, Ashokkumar M. Sonophotocatalytic degradation of paracetamol using TiO2 and Fe3+. Separation and Purification Technology. 2013 2013/01/15/;103(Supplement C):114-8.

46.          Zhang L, Qi H, Yan Z, Gu Y, Sun W, Zewde AA. Sonophotocatalytic inactivation of E. coli using ZnO nanofluids and its mechanism. Ultrasonics Sonochemistry. 2017 2017/01/01/;34(Supplement C):232-8.

47.          Reddy DR, Dinesh GK, Anandan S, Sivasankar T. Sonophotocatalytic treatment of Naphthol Blue Black dye and real textile wastewater using synthesized Fe doped TiO2. Chemical Engineering and Processing: Process Intensification. 2016 2016/01/01/;99(Supplement C):10-8.

48.          Pino E, Encinas MV. Photocatalytic degradation of chlorophenols on TiO2-325mesh and TiO2-P25. An extended kinetic study of photodegradation under competitive conditions. Journal of photochemistry and photobiology A: Chemistry. 2012;242:20-7.

49.          Su J, Jin G, Li C, Zhu X, Dou Y, Li Y, et al. Ultrasonic preparation of nano-nickel/activated carbon composite using spent electroless nickel plating bath and application in degradation of 2, 6-dichlorophenol. Journal of Environmental Sciences. 2014;26(11):2355-61.

بررسی فرآیند سونوفتوکاتالیستی 2 و6- دی­کلروفنل با استفاده از نانوذرات Fe/TiO₂ از محلول­های آبی

ندارد

با استفاده از این روش با هزینه کمتر و با صرفه تر میتوان آلاینده مورد نظر را حذف نمود.

ترکیب 2و6دی کلروفنل باعث عوارض و اثرات برای انسان و محیط زیست میشود.

با استفاده از این فرآیند ترکیبی در این طرح میتوان ترکیب دی کلروفنل را حذف نمود.

84900000 ریال

استفاده از سایر روشهای اکسیداسیون پیشرفته و فرآیند های ترکیبی

ندارد.

مجری: دکتر کمانی09155412919

مشاورمهندس بلارک09388517121

الهام نورآبادی :09104789496

شرکت در طرح کاملا اختیاری میباشد.

موافقت و رضایت خود را اعلام مینمایم.

ندارد.