نانوکامپوزیت مغناطیسیFA@CF@GCN مبتنی بر خاکستر فرار برای تخریب فتوکاتالیستی مالاشیت گرین تحت نور مرئی

زمینه و هدف: آلودگی منابع آبی به مالاشیت گرین (MG)، یکی از چالش های مهم محیط زیستی است. در این پژوهش، یک نانوکامپوزیت مغناطیسی متشکل از خاکستر فرار زباله سوز پسماند شهری/فریت کبالت/کربن نیترید گرافیتی (FA@CF@GCN) به منظور حذف فتوکاتالیستی MG از محلول های آبی تحت تابش نور مرئی سنتز و ارزیابی شد. روش بررسی: نانوکامپوزیت FA@CF@GCN به روش هم رسوبی سنتز و با استفاده از آنالیزهای XRD، FESEM، TEM،VSM  و UV–Vis DRS مشخصه یابی شد. اثر متغیرهای عملیاتی شامل pH (۱۱-۳)، غلظت مالاشیت گرین (mg/L ۳۰-۵)، دوز نانوکامپوزیت (g ۰/۱۲۵ -۰/۰۲۵) و زمان تماس (min۱۲۰-۱۰) بر راندمان حذف بررسی گردید. غلظت باقیمانده رنگ نیز در طول موج ۶۲۰nm  با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتر UV–Vis اندازه گیری شد. یافته ها: نتایج مشخصه یابی، تشکیل موفق نانوکامپوزیت، حفظ فاز بلوری اجزا، توزیع یکنواخت نانوذرات و ویژگی مغناطیسی مناسب برای کاتالیست را تایید کرد. بازده حذف برای CF ،FA و GCN به ترتیب ۴۵/۱۷، ۳۸/۲۸ و ۳۲/۱۲ درصد به دست آمد، در حالی که نانوکامپوزیت FA@CF@GCN بازده تخریب بالاتری معادل ۶۸/۰۲ درصد نشان داد که بیانگر اثر هم افزایی میان اجزای سازنده آن است. پارامترهای عملیاتی شامل pH، دوز کاتالیست، غلظت اولیه رنگ و زمان تابش تاثیر قابل توجهی بر کارایی تخریب داشتند. افزایش pH از ۳ به ۹ راندمان حذف را از ۵۱ به ۷۷ درصد افزایش داد، در حالی که افزایش غلظت اولیه رنگ از ۵ به mg/L ۳۰ موجب کاهش راندمان از ۸۳ به ۶۲ درصد شد. بهترین شرایط عملیاتی شامل pH=۹، غلظت آلاینده mg/L ۵، دوز کاتالیست g ۰/۱۲۵ و زمان min ۱۲۰ بود که در آن راندمان حذف به بیش از ۹۳ درصد رسید. نتیجه گیری: نتایج این مطالعه نشان داد که نانوکامپوزیت مغناطیسی FA@CF@GCN مبتنی بر خاکستر فرار می تواند به عنوان یک فتوکاتالیست کارآمد تحت نور مرئی برای حذف آلاینده های رنگی از محیط های آبی مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه ها:

Malachite green ، Municipal solid waste incineration ، Fly ash ، Magnetic FA@CF@GCN nanocomposite ، مالاشیت گرین ، خاکستر فرار ، زباله سوزپسماند شهری ، نانوکامپوزیت مغناطیسی FA@CF@GCN