سنتز نانوکاتالیست اکسید روی/اکسید گرافن احیا شده و ارزیابی کارایی آن در تخریب فتوکاتالیستی آفت کش پاراکوات

سابقه و هدف: پاراکوات سومین علف کش از لحاظ گستردگی مصرف در جهان است. این علف کش پتانسیل آسیب به غشای سلولی را از طریق پراکسید کردن لیپید به واسطه حمله رادیکال های آزاد دارد. در این پژوهش، فتوکاتالیست هتروژن اکسید روی/اکسیدگرافن ZnO/rGO (ZG) برای اکسیداسیون آفت کش پاراکوات در محلول آبی و تحت نور فرابنفش مورد استفاده قرار گرفت. مواد و روش ها: در این مطالعه تجربی، برای تعیین مشخصات کاتالیست سنتز شده آنالیزهای EDS, FE-SEM, BET, XRD, FTIR انجام شد. تاثیر پارامترهای بهره برداری شامل pH محلول، غلظت کاتالیست، درصد بارگذاری rGO، غلظت پاراکوات و شدت نور فرابنفش بر تخریب پاراکوات در یک محیط ناپیوسته مطالعه شد. سنجش غلظت باقیمانده آفت کش و نوع و سمیت ترکیبات واسطه به ترتیب توسط آنالیز نمونه ها با دستگاه HPLC، GC-MS و آزمون سمیت توسط دافنیا مگنا انجام شد. مطالعات مربوط به قابلیت استفاده مجدد کاتالیست و تاثیر عوامل به دام انداز رادیکال و آنیون های معدنی نیز انجام گرفت. یافته ها: در شرایط بهینه (۷=pH، بارگذاری کاتالیست=۱۰درصد، غلظت کاتالیست=۰/۵گرم درلیتر، غلظت پاراکوات=۱۰میلی گرم در لیتر و شدت نور فرابنفش= mw/cm۲۲۲۰)،  نرخ تخریب و معدنی سازی به ترتیب ۹۱/۶۱ و ۵۱ درصد در مدت زمان ۱۲۰ دقیقه بود. آزمایشات مربوط به ترکیبات به دام انداز رادیکال نشان داد که الکترون، موثرترین عامل در فرآیند اکسیداسیون پاراکوات در سیستم ZG/UV بوده است. در نمونه های مربوط به زهاب کشاورزی، راندمان تخریب در مقایسه با نمونه های سنتتیک برابر با ۵۸/۲۷ درصد بود. بر طبق نتایج تست سمیت زیستی، واحد سمیت در نمونه های حاوی آفت کش بعد از مدت زمان ۹۶ ساعت، از ۶۱/۷۲ در نمونه های خام به۱۹/۱۲ در نمونه های تصفیه شده کاهش یافت. استنتاج: فرایند ZG/UV به علت راندمان بالا و فعالیت کاتالیستی عالی می تواند به طور موفقیت آمیزی برای تخریب آلاینده های آلی به ویژه آفت کش ها در فاضلاب استفاده شود.

Keywords:

Paraquat , catalyst , ZnO/rGO , photocatalytic degradation , پاراکوات , کاتالیست , /rGO ZnO , تخریب فتوکاتالیستی