بررسی تبدیل فتوکاتالیستی کروم شش به کروم سه ظرفیتی در حضور نانوذرات اکسید روی از محلول های آبی

سابقه و هدف:باتوجه به استفاده روزافزون از کروم در صنایع شیمیایی، آبکاری فلزات، دباغی چرم و فرآیندهای رنگ رزی، آلودگی آب با کروم به یک مشکل قابل توجه تبدیل شده است. کروم شش ظرفیتی (Cr (VI)) به عنوان یک ماده سمی برای موجودات آب زی، حیوانات و انسان و به عنوان یک عامل سرطان زا شناخته شده است بنابراین بایستی قبل از تخلیه مستقیم فاضلاب های حاوی Cr (VI) به محیط، حذف شوند. هدف این مطالعه کاربرد حذف فتوکاتالیستی Cr (VI) با استفاده از نانوذرات اکسید روی به عنوان کاتالیست و در یک رآکتور ناپیوسته می باشد. مواد و روش ها:در این مطالعه تجربی که از نوع بنیادی- کاربری می باشد، در ابتدا نانوذرات ZnO تجاری تهیه شدند. pH نقطه صفر بار الکتریکی (pHZPC) نانوذرات با استفاده از روش تعادل در سیستم ناپیوسته تعیین شد. شرایط مختلف آزمایشگاهی مانند غلظت اولیه Cr(VI) (mg.L-۱۱۰ تا ۵۰)، pH محلول (۳ تا ۹) و دوزهای متغیر نانوذرات (gr۱/۰ تا ۱) در زمان تماس های مختلف (صفر تا ۱۲۰ دقیقه) و در یک شدت تابش UV بررسی شدند. به علاوه مدل های سینتیکی برای حذفCr (VI) مورد بررسی قرار گرفتند. غلظت Cr (VI) به روش رنگ سنجی با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتر در طول موج nm۵۴۰ و با روش ۱،۵-دی فنیل کاربازاید (DPC) با دقت mg.L۱۵ تعیین شد. یافته ها:مقدار pHZPC برایZnO ، ۵۱/۷ بود. نتایج نشان داد که کارآیی حذف Cr (VI) با افزایش دوز نانوذرات ZnO افزایش می یابد. درصد حذف Cr (VI) با افزایش غلظت اولیه کروم کاهش نشان داد. حداکثر حذف Cr (VI) در pH اسیدی به دست آمد (۶۵/۸۶ درصد برای ۳=pH در مقابل ۵۵/۴۲ درصد در ۹=pH). آنالیز مدل های سینتیکی نشان داد که حذف Cr (VI) از مدل(L–H) Langmuir–Hinshelwoodتبعیت می کند (۹۹۵/۰=R۲) و ممکن است جذب Cr (VI) برروی سطح ZnO مرحله کنترل کننده پیشرفت فرآیند باشد. استنتاج:نتایج این مطالعه نشان داد فرآیند UV/ZnO یک روش موثر برای حذف Cr (VI) از محلول های آبی می باشد و ممکن است فرآیند UV/ZnO به طور موثری در حذفCr (VI) در غلظت های پایین و pH اسیدی کارآ باشد.

Keywords:

Photocatalic Reduction , UV irradiation , ZnO nanoparticle , Hexavalent Chromium , Aqueous Solution , احیای فتوکاتالیستی , تابش UV , نانوذرات اکسیدروی , کروم شش ظرفیتی , محلول آبی