بررسی فرآیند سونوکاتالیستی در حذف 2 و4-دی کلروفنل با استفاده از نانوذرات Fe/TiO2 از محلول های آبی

آلودگی آب با ترکیبات آلی به عنوان یک نگرانی عمده برای محیط­زیست 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). از جمله مضرات کلروفنل­ها میتوان به پایداری و سمیت بالا، تجزیه بیولوژیکی کم، اثر بالقوه سرطانزایی و موتاژنیکی و مشکلات سم­شناسی اکولوژیکی اشاره کرد(3, 7, 8).

2و4دی­کلروفنل یک نوع کلروفنل است که دارای فرمول شیمیایی C₆H₄OCl₂، وزن مولکولی 163، نقطه ذوب و جوش 45 و 210 درجه سلسیوس و دانسیته 3/1 کیلوگرم بر مترمکعب می­باشد(9) و به طور گسترده در سنتز حشره­کش­ها، قارچ­کش­ها، علف­کش­ها(2و4دی­کلروفنوکسی­استات)، نگهدارنده­ها(پنتاکلروفنل)، ضدعفونی­کننده­ و گندزدا­ها استفاده می­شود(10-12).

2و4 دی­کلروفنل در محیط­های آبی، حتی در غلظت­های خیلی کم(25-5 میلی­گرم بر لیتر) علاوه بر تاثیر منفی و پایداری در محیط، بر روی انسان و حیوانات  اثر سوئ دارد و باعث خارش، ضعف، کم­خونی، سرطان، آسیب به کلیه­ها، کبد، پانکراس و تضعیف سیستم مرکزی اعصاب می­شود(13-16). این ترکیب توسط اتحادیه اروپا و آژانس حفاظت محیط زیست ایالات متحده در لیست آلاینده­های دارای تقدم قرار گرفته و حداکثر غلظت مجاز آن در آب 5/0 نانوگرم بر میلی­لیتر(03/0 میلی گرم در لیترمنبع دیگری) می­باشد(16, 17).

برای حذف کلروفنل­ها از محلول­های آبی از روش­های مختلف مانند روش­های بیولوژیکی(18)، کربن فعال(19)، تجزیه فتوکاتالیستی با Co/TiO2(20)، الکتروشیمیایی(21)، الکتروفنتون(22)، نانولوله­های کربنی چند جدارهFe3O4-TiO2 با اولتراسونیک(23)، O3/MgO (24) استفاده شده است. با این حال روش­های متداول دارای معایبی از جمله سرعت کند، حساسیت به pH و دما و تجزیه ناقص آلاینده­ها هستند(2, 5). در سال­های اخیر فرآیند­های اکسیداسیون پیشرفته به عنوان روش­هایی موثر با کارایی بالا برای تجزیه آلاینده­های آلی مقاوم مطرح شده­اند(5, 25). مکانیسم اصلی فرآیند­های اکسیداسیون پیشرفته تولید رادیکال هیدروکسیل با پتانسیل اکسیداسیون بالا(2.3الکترون­ولت) وماهیت غیر­انتخابی برای تجزیه موثر و سریع­تر آلاینده­ها می­باشد(26, 27).

 یکی از این فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته، سونونانو­کاتالیست است. که در آن مواد سمی و آلاینده آلی مقاوم به فرم­های ساده­تر شکسته شده است(28). مکانیسم اصلی فرآیند اولتراسونیک در اکسیداسیون آلاینده­ها، مبتنی بر تجزیه فیزیکی شامل ایجاد حفره یا میکرو حباب های بسیار ریز­ی بوده است که حاصل پدیده کاویتاسیون صوتی در آب می باشد. حفره­های ایجاد شده در آب دارای دمای 5000 کلوین و فشاری برابر 1000 اتمسفر می­باشند که در نهایت منجر به تشکیل رادیکال­های آزاد OH  و OOH  در آب می­شود این رادیکال­ها در آب نفوذ کرده و باعث اکسیداسیون ترکیبات آلی می شود(29). استفاده از این فرایند به‌تنهایی به زمان و قدرت بالای امواج نیاز دارد. از این ‌رو همزمان با اعمال امواج فراصوت از کاتالیزورهایی که موسوم به نانوکاتالیست هستند استفاده می‌شود. این مواد غیرقابل‌ حل، وقتی در معرض امواج فراصوت قرار می‌گیرند، تولید رادیکال هیدروکسیل را تشدید می‌کنند. بسیاری از محققین بر این باورند که مکانیسم سونوکاتالیستی شبیه به مکانیسم فتوکاتالیستها هستند. امواج فراصوت دارای ویژگی­هایی چون تکنولوژی سبز وپایدار با محیط زیست، کم هزینه برای واحدهای کوچک، عدم تولید لجن، راه اندازی و بهره برداری ساده، توانایی تولید نور با طول موجهای کمتر از 375 نانومتر می باشد(30). در اکسیداسیون فتوکاتالیستی، اکسیدها و سولفیدهای فلزی نیمه هادی ها به صورت خالص یا آلایش شده با فلزات استفاده می شوند. فتوکاتالیست های رایج ، کاتالیستهایی نظیر ,TiO2  ,ZnO ZrO2,Zns  ,Cds  ,CeO2 ,  ZrO2, SnO2, WO3  آلایش شده با یک فلز و یا غیرفلز می باشند. تاکنون فعالیت فوتوکاتالیستی برخی از نیمه هادی ها (از قبیل WO3 ، ZnS  و ... ) آزمایش شده است ولی معمولا فعالیت فتوکاتالیستی آنها کمتر از TiO2  بوده است بنابراین ذرات دی اکسید تیتانیوم در مقیاس نانو برای فرایند اکسیداسیون فوتوکاتالیستی می تواند مناسب باشند.این امر بدلیل ویژگی های منحصر به فرد دی اکسید تیتانیوم می باشد(31-33). نانوذرات دی­اکسید­تیتانیوم در چندین دهه گذشته برای تجزیه فتوکاتالیستی مانند تصفیه آب، پوشش­ها، سنسور­ها، سلول­های خورشیدی و دیگر صنایع شیمیایی به دلیل عدم سمیت، ارزان بودن، پایداری شیمیایی بالا، و فعالیت کاتالیستی بدون تولید آلاینده­های ثانویه به طور گسترده استفاده می­شود(34-37). اما به دلیل شکاف گسترده باند (2/3 الکترون­ولت)، بازده کوانتومی کم آن و ترکیب مجدد حفره/الکترون به شدت محدود می­شوند(33, 38). که از روش­های اصلاح فتوکاتالیستی می­توان داپ کردن با یون­های فلزی (مانندMn2+, Ni2+،  Zn2+،Ag, Au, and Pt,  Fe2+ و...)، غیر­فلزی(مثل بور(B)، نیتروژن(N))، حساس سازی با رنگها(حساس سازی با کمپلکسهای سطحی)، حساس سازی با پلیمرها و ایجاد هتروژن با نیمه هادی­های دیگر را نام برد(38-40). که از بین روشهای فوق داپ کردن با یون­های فلزی بهترین نتایج دلخواه را داشته است. در روش داپ کردن با یون­های فلزی، 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(36, 38).  

روشهای مختلفی برای تهیه نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم غنی شده با آهن وجود دارد که از آن جمله می توان به روش های هیرو ترمال (Hydrothermal)) ، سل-ژل (Sol-gel)، پلاسما اکسیداتیو پیرولیز (Plasma oxidative pyrolysis))،فیلم اسپری پیرولیز (Flame spray pyrolysis)، ترسیب و غوطه ورسازی(Co-precipitation and immersion) و اشباع مرطوب (Wet impregnation) اشاره کرد که در میان آنها  روش سل-ژل به طور وسیعی مورد استفاده است(41). در دو دهه­ی اخیر مطالعات فراوانی درباره تولید فیلم­های نازک و غشاء های سرامیکی به روش سل ژل انجام شده است. سل ژل در مقایسه با روش­های دیگر تولید نانو ذرات فواید فراوانی دارد از ویژگی­های این روش سادگی کار، کنترل پذیری ترکیب، عدم نیاز به تجهیزات ویژه ، خلوص و همگنی محصول، امکان استفاده از عناصر آلاینده در غلظت­های بالا و توانایی پوشش دهی سطوح بزرگ و پیچیده است(42, 43).

حذف 2و4-دی­کلروفنل از محیط های آبی با استفاده از روشهای مختلف اکسیداسیون و اکسیداسیون پیشرفته از قبیل فرایند ازن زنی، فتوفنتون، فتوکاتالیست و ... مطالعه شده است، ولی مطالعاتی در خصوص فرایند سونوکاتالیستی با استفاده از نانو ذرات TiO2 Fe/ در حذف این آلاینده­ها انجام نگرفته است که تحقیق حاضر در نظر دارد به تاثیر فرایند سونوکاتالیستی با استفاده از  نانو ذرات Fe/TiO2 در حذف آلاینده­ فوق بپردازد.

بررسی متون:

در مطالعه­ای که توسط Jamalluddin و همکاران از فرآیند ترکیبی اولتراسونیک و کاتالیست Fe/TiO2 برای تجزیه رنگ استفاده کردند نتایج نشان داد ترکیب 4/0مول درصد Fe/TiO2 با اشعه اولتراسونیک بیشترین راندمان حذف رنگ RB4 از محلول­های آبی داشت و مقدار بهینه کاتالیست که بیشترین راندمان حذف رنگ (90 درصد) 5/1 گرم بر لیتر بدست آمد. هوادهی سرعت واکنش را افزایش داد به طوری که راندمان حذف رنگ RB4 با ترکیب کاتالیست Fe/TiO2 و هوادهی تحت اشعه اولتراسونیک به 96 درصد رسید.(44).

مطالعه ای که در سال 2012 بر روی فاضلاب رنگی واقعی صنعت نساجی انجام شد نشان داد که تجزیه سونوکاتالیستی فاضلاب با نانو کاتالیست  Fe³⁺ doped TiO2 در فرکانس 35 کیلو هرتز و مقدار کاتالیست 6 گرم در لیتر دارای بهترین راندمان می باشد(45).

سعیده همتی برجی و همکاران در مطالعه خود به بررسی تجزیه فتوکاتالیستی فنل با استفاده فرایندهUV/TiO₂ غنی شده با آهن سه ظرفیتی از محیط های آبی پرداختند.نتایج این تحقیق نشان داد که بالاترین کارایی تجزیه در هر کدام از غلظت های مورد بررسی فنل درPH اسیدی و میزان 5/. گرم در لیتر Fe³⁺-TiO₂ در فرایند   Fe³⁺-TiO₂/UVمی باشد(4/62 در غلظت100 میلی گرم در لیتر فنل)هم چنین با افزایش غلظت اولیه فنل میزان تجزیه فتوکاتالیستی کاهش یافت(46).

در مطالعه ای که توسط دمینگ ژائو و همکاران با عنوان تجزیه کاتالیستی 2و4­-دی­کلروفنل در حضور اشعه اولتراسونیک انجام شد متغیرهای مطالعه شامل غلظت کاتالیست (5-4-3-2گرم در لیتر)، درصد وزنی Ni/Fe(4-3-2-1درصد)، زمان واکنش (300-240-180-120-60-30-15 دقیقه)، غلظت اولیه دی­کلروفنل (50-40-30-20میلی­گرم بر لیتر)، pH(11-9-7-5-3)، دما(35-25-15درجه سانتی­گراد) بود و راندمان حذف 2و4­دی­کلروفنل در شرایط بهینه با فرکانس 20کیلوهرتز در مدت زمان 300دقیقه، 3 درصد وزنیNi/Fe، غلظت Ni/Fe 3گرم بر لیتر، غلظت اولیه 2و4­دی­کلروفنل 20 میلی­گرم بر لیتر،pH برابر 3 و دمای واکنش 25درجه سانتیگراد، 96درصد شد(47).

Gan Li و همکاران طی مطالعه­ی جذب و اکسیداسیون فنتون 2و4دی­کلروفنل با استفاده از ارگانوبنتونیت پوشیده شده با نانوذرات آهن صفر (nZVI) دریافتند که راندمان جذب 2و4دی­کلروفنل برای ارگانوبنتونیت­های اصلاح شده با هگزا­دسیل­تری­متیل­آمونیوم­کلراید (DK1)، اکتا­دسیل­دی­متیل­بنزیل­آمونیوم­کلراید (DK3)، آمینوکاپروئیک اسید (DK5) و بنتونیت(Ben) به ترتیب 8/27، 3/25 ، 1 و 1 درصد،  تجزیه دی کلروفنل با nZVI/DK1، nZVI/DK3،  nZVI/DK5و nZVI/Ben به ترتیب 5/73، 1/46، 1/27، 7/25 درصد شد(48).  

1. درصد حذف 2و4­دی­کلروفنل بر حسب متغیر  pHدر فرایند سونونانوکاتالیستی چقدر می باشد؟
2. درصد حذف2و4­دی­کلروفنل بر حسب متغیر غلظت اولیه 2و4­دی­کلروفنل در فرایند سونونانوکاتالیستی چقدر می باشد؟ 
3. درصد حذف2و4­دی­کلروفنل بر حسب متغیر دوز نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم داپ شده با آهن در فرایند سونونانوکاتالیستی چقدر می باشد؟
4. درصد حذف2و4­دی­کلروفنل بر حسب زمان­های مختلف در فرایند سونونانوکاتالیستی چقدر می باشد؟

تعیین کارایی فرآیند سونونانوکاتالیستی 2 و4 دی کلروفنل با استفاده از نانوذرات Fe/TiO2 از محلول های آبی

1. تعیین درصد حذف 2و4­-دی­کلروفنل بر حسب متغیر  pHدر فرایند سونونانوکاتالیستی
2. تعیین درصد حذف2و4­-دی­کلروفنل بر حسب متغیر غلظت اولیه 2و4­-دی­کلروفنل در فرایند سونونانوکاتالیستی
3.  تعیین درصد حذف2و4­-دی­کلروفنل بر حسب متغیر دوز نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم داپ شده با اهن در فرایند سونونانوکاتالیستی
4. تعیین درصد حذف2و4­دی­کلروفنل بر حسب متغیر زمان­های مختلف در فرایند سونونانوکاتالیستی

کارخانه های داروسازی ، سازمان منابع طبیعی و سازمان آب و فاضلاب

نانو ذره : ذره‌ای است که یک بعد آن کوچکتر از 100 نانو باشد.

تجربی

جامعه مورد مطالعه :  محلول­های سنتتیک حاوی غلظت­های مختلف 2و4-دی ­کلروفنل در آزمایشگاه

معیارهای ورود : نمونه سنتتیک شده  حاوی 2و4-دی­ کلروفنل 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:

نمونه­ ها در آزمایشگاه به صورت سنتتیک ساخته می­شود.

نمونه ها در پایان زمان های ماند هیدرولیکی از راکتور برداشته شده و سپس با دستگاه اسپکتروفتومتری غلظت 2و4دی­کلروفنل 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 می شود.

مواد و وسایل مورد نیاز  :

2و4دی­ کلروفنل (شرکت سیگما آلدریچ ) ، اسیدسولفوریک ( ساخت شرکت Merch) ، سدیم هیدروکسید ( ساخت کشور Merch )،پروپانول، نیترات آهن .9H₂O(Fe(NO₃)₃) ، اسید نیتریک (HNO₃)، تیتانیم تترا ایزو پروپوکسید (TTIP) از شرکت MERCK آلمان خریداری گردد .

در مرحله اول مواد مورد نیاز از شرکتهای معتبر خریداری می­شود.نانو ذرهFe-TiO₂  به روش سل –ژل تهیه میگردد و از طیف پراش پرتوX،جهت بررسی ساختار کریستالی ذرات، تعیین فاز و نیز بررسی اندازه ذرات نانوذرات اکسید تیتانیوم ستز شده و از آنالیزSEM(میکروسکوپ الکترونی روبشی)، به منظور تعیین ریخت شناسی نانوذرات استفاده 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 2و4دی­کلروفنل با حل کردن1 گرم 2و4دی­کلروفنل 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 نسبت­های 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

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

-تعیین pH بهینه

جهت تعیین pH بهینه، متغیرهای غلظت دی­کلروفنل 25 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 توسطpH متردر 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 مقدار جذب با دستگاه اسپکتروفتومتری اندازه­گیری می­شود.

-تعیین دوز نانوذره بهینه

با ثابت نگه داشتن متغیر غلظت دی­کلروفنل 25 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 اسپکتروفتومتری مقدار خروجی دی­کلروفنل اندازه­گیری می­شود.

-تعیین غلظت دی کلروفنل بهینه

غلظت های مختلف دی­کلروفنل(50-25-10میلی­گرم بر لیتر) از محلول استوک ساخته شود با در نظر گرفتن مقدار pH بهینه و دوز نانوذره بهینه و بقیه شرایط مانند مراحل قبل ایجاد شود.

راندمان حذف 2و4دی­کلروفنل با استفاده از فرمول زیر  بدست می­آید :

C₀  C₀ – C₁ / = راندمان حذف 2و4دی­کلروفنل

C₀: غلظت اولیه 2و4دی­کلروفنل                                   C₁ : غلظت خروجی 2و4دی­کلروفنل

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 اسپکتروفتومتری: تعمیر آن

سمی بودن 2و4دی­کلروفنل : استفاده از وسایل حفاظت فردی(ماسک فیلتردار، دستکش)

نانوذرات دی اکسید تیتانیوم، سونوکاتالیست، 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;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;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;175:222-8.

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;307(Supplement C):1092-104.

6.            Rodriguez-Hernandez MC, García 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;173:190-8.

7.            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;185:11-9.

8.            Hama Aziz KH, Miessner H, Mueller S, Mahyar A, Kalass D, Moeller D, et al. Comparative study on 2,4-dichlorophenoxyacetic acid and 2,4-dichlorophenol removal from aqueous solutions via ozonation, photocatalysis and non-thermal plasma using a planar falling film reactor. Journal of Hazardous Materials. 2018;343:107-15.

9.            Chavoshi S, Asgari G, Seid-mohammadi A. 2, 4-Dichlorophenol Removal from Aqueous Solution by Continuous Using of UV-LED/TiO2 Photocatalytic Process. Journal of Water and Wastewater(parallel title ); Ab va Fazilab ( in persian ). 2018;28(6):10-20.

10.          Xu J, Cao Z, Liu X, Zhao H, Xiao X, Wu J, et al. Preparation of functionalized Pd/Fe-Fe3O4@MWCNTs nanomaterials for aqueous 2,4-dichlorophenol removal: Interactions, influence factors, and kinetics. Journal of Hazardous Materials. 2016;317:656-66.

11.          Barik AJ, Gogate PR. Degradation of 2,4-dichlorophenol using combined approach based on ultrasound, ozone and catalyst. Ultrasonics Sonochemistry. 2017;36:517-26.

12.          Zhan T, Tan Z, Tian X, Hou W. Ionic liquid functionalized graphene oxide-Au nanoparticles assembly for fabrication of electrochemical 2,4-dichlorophenol sensor. Sensors and Actuators B: Chemical. 2017;246:638-46.

13.          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.

14.          Hassan H, Schulte-Illingheim L, Jin B, Dai S. Degradation of 2,4-Dichlorophenol by Bacillus Subtilis with Concurrent Electricity Generation in Microbial Fuel Cell. Procedia Engineering. 2016;148:370-7.

15.          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.

16.          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.

17.          Zada A, Qu Y, Ali S, Sun N, Lu H, Yan R, et al. Improved visible-light activities for degrading pollutants on TiO2/g-C3N4 nanocomposites by decorating SPR Au nanoparticles and 2,4-dichlorophenol decomposition path. Journal of Hazardous Materials. 2018;342:715-23.

18.          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;161(Supplement C):1432-41.

19.          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;102:54-63.

20.          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;17:124-34.

21.          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;86:664-9.

22.          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;70:414-24.

23.          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;512(Supplement C):172-89.

24.          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.

25.          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;320(Supplement C):436-47.

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

27.          Chakma S, Moholkar VS. Investigation in mechanistic issues of sonocatalysis and sonophotocatalysis using pure and doped photocatalysts. Ultrasonics Sonochemistry. 2015;22(Supplement C):287-99.

28.          Bautitz IR, Nogueira RFP. Degradation of tetracycline by photo-Fenton process—Solar irradiation and matrix effects. Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry. 2007;187(1):33-9.

29.          SEID MA, MOVAHEDIAN AH. p-Chlorophenol oxidation in industrial effluent by ultrasonic/fenton technology. 2011.

30.          Homem V, Santos L. Degradation and removal methods of antibiotics from aqueous matrices–a review. Journal of environmental management. 2011;92(10):2304-47.

31.          Zhao J, Yang X. Photocatalytic oxidation for indoor air purification: a literature review. Building and Environment. 2003;38(5):645-54.

32.          Chakma S, Moholkar VS. Investigation in mechanistic issues of sonocatalysis and sonophotocatalysis using pure and doped photocatalysts. Ultrasonics sonochemistry. 2015;22:287-99.

33.          Panda D, Manickam S. Recent advancements in the sonophotocatalysis (SPC) and doped-sonophotocatalysis (DSPC) for the treatment of recalcitrant hazardous organic water pollutants. Ultrasonics sonochemistry. 2017;36:481-96.

34.          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;30:61-9.

35.          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;189:186-92.

36.          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;427:791-9.

37.          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;428:1149-58.

38.          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;333:162-8.

39.          Rehman S, Ullah R, Butt AM, Gohar ND. Strategies of making TiO2 and ZnO visible light active. Journal of Hazardous Materials. 2009;170(2):560-9.

40.          Fei J, Li J. Controlled preparation of porous TiO2–Ag nanostructures through supramolecular assembly for plasmon‐enhanced photocatalysis. Advanced Materials. 2015;27(2):314-9.

41.          Tryba B. Increase of the Photocatalytic Activity of TiO. International Journal of Photoenergy. 2008;2008.

42.          Carp O, Huisman CL, Reller A. Photoinduced reactivity of titanium dioxide. Progress in solid state chemistry. 2004;32(1-2):33-177.

43.          Chang JA, Vithal M, Baek IC, Seok SI. Morphological and phase evolution of TiO2 nanocrystals prepared from peroxotitanate complex aqueous solution: Influence of acetic acid. Journal of Solid State Chemistry. 2009;182(4):749-56.

44.          Jamalluddin NA, Abdullah AZ. Reactive dye degradation by combined Fe(III)/TiO2 catalyst and ultrasonic irradiation: Effect of Fe(III) loading and calcination temperature. Ultrasonics Sonochemistry. 2011;18(2):669-78.

45.          Pang YL, Abdullah AZ. Fe3+ doped TiO2 nanotubes for combined adsorption–sonocatalytic degradation of real textile wastewater. Applied Catalysis B: Environmental. 2013;129:473-81.

46.          Hemmati Borji S, Nasseri S, Nabizadeh Nodehi R, Mahvi A, Javadi A. Photocatalytic degradation of phenol in Aqueous Solutions by Fe (III)-doped TiO2/UV Process. Iranian Journal of Health and Environment. 2011;3(4):369-80.

47.          Zhao D, Zheng Y, Li M, Baig SA, Wu D, Xu X. Catalytic dechlorination of 2,4-dichlorophenol by Ni/Fe nanoparticles prepared in the presence of ultrasonic irradiation. Ultrasonics Sonochemistry. 2014;21(5):1714-21.

48.          Li G, Xu Q, Jin X, Li R, Dharmarajan R, Chen Z. Enhanced adsorption and Fenton oxidation of 2,4-dichlorophenol in aqueous solution using organobentonite supported nZVI. Separation and Purification Technology. 2018;197:401-6.

بررسی فرآیند سونوکاتالیستی 2 و4-دی کلروفنل با استفاده از نانوذرات Fe/TiO₂ از محلول های آبی

ندارد

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

ترکیب 2و4-دی کلروفنل باعث عوارض و اثرات برای انسان و محیط زیست می شود.

با استفاده از این فرآیند می توان ترکیب 2و4- دی کلروفنل را حذف کرد.

23600000 ریال

استفاده از سایر روش های اکسیداسیون پیشرفته

ندارد