بخشی از مقاله
خلاصه
اغلب، مواد دارویی، حشره کشها، مواد آرایشی و بهداشتی و ... در فاضلاب محیطی وجود دارند و این ترکیبات به سختی از بین میروند و هیچ گاه به طور کامل حذف نمیشوند. از میان این آلایندهها، پسماند دارو در فاضلاب به عنوان آلاینده در حال ظهور شناخته شده است.
یکی از روشهای تخریب این آلایندهها استفاده از نانو ذرات میباشد. برخی از نانوذرات از جمله اکسید روی به عنوان نانوکاتالیست در بسیاری ار فرآیندها استفاده میشوند که از مهمترین کاربرد آنها میتوان به تصفیه آب اشاره کرد. در این پژوهش، تخریب داروی AMB با استفاده از نانوذرات بر پایه اکسید روی مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفت و تاثیر دو پارامتر مهم در تخریب این دارو از جمله: دما و نور بررسی شد. میزان درصد تخریب با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتر Uv-vis اندازه گیری شد. نانوذرات سنتز شده با استفاده از تکنیک ها FT-IR, XRD شناسایی شدند.
کلمات کلیدی: نانو، نانوکاتالیست، اکسید روی،آلاینده، دارو.
مقدمه
آلودگی محیط زیست از مهمترین مشکلاتی است که بشر با آن مواجه است و با توجه به افزایش جمعیت و گسترش روز به روز صنایع، اهمیت کنترل آلودگی محیط زیست و جلوگیری از رشد تصاعدی آن، بیش از پیش احساس میشود. مشکلات ناشی از حضور آلایندههایی که به طور بیولوژیکی حذف نمیشوند، بشر را به سمت شناسایی راهکارهای مختلف جهت کاهش و یا حذف آنها سوق داده است. از دیرباز تاکنون فرایندهای مختلفی برای حذف آلایندههای مخرب زیست محیطی موجود در آب، پساب و هوا به مرحله اجرا در آمده که راندمان چندان مطلوبی نداشته است.
در سالهای اخیر، فناوری نانو نقش بسزایی در شیمی سبز ایفا کرده است و استفاده از نانو ذرات در حذف آلایندههای زیست محیطی به عنوان یکی از جدیدترین روشهای حذف آلایندهها در جهان مطرح است .نانو تکنولوژی یک علم نوظهور است که در تمام گرایشهای علمی راه یافته است و به اختصار عبارت است از مطالعه اصول بنیانی مولکولها و ساختارهایی با دست کم دارای یک یعد به اندازه تقریبی یک صد نانومتر که چنین ساختارهایی را نانوساختار می گویند این مواد، به علت دارا بودن نسبت سطح به حجم بالا و فعالیت شیمیایی فوق العاده و تولید محصولات بی ضرر کارایی بسیار مطلوبی در کنترل آلودگی زیست محیطی دارند.
با رشد صنایع، استفاده از کاتالیستهای موثرتر در صنایع شیمیایی و محیط زیست برای کاهش آلودگی محیط و هزینه تولید، اهمیت روزافزون یافته است. از این رو پژوهش در نانوکاتالیزوری تاثیر مهمی در توسعه کاتالیستهای جدید داشته است. نانوکاتالیزوری ترکیبی از دو زمینه رشدیافته کاتالیزوری و نانوفناوری است. کاتالیستها جز نخستین کاربردهای نانوفناوری در مقیاس صنعتی بوده اند.در سالهای اخیر ذرات نیمه هادی، توجه زیادی را به خود جلب کردهاند.
این ذرات ویژگیهای اپتیکی، الکترونیکی و مکانیکی را از خود نشان میدهند. بنابراین در بسیاری از کاربردها از جمله فغالیتهای کاتالیزوری، وسایل نورتاب، آنتی باکتریها، مواد آرایشی، حسگرهای گازی، وسایل پیزوالکتریک، سلولهای خورشیدی، رنگها، لیزرها و غیره به کار می روند . اکسید روی یک نیمه هادی مرکب با یک شکاف نواری مستقیم پهن - 3,37 ev - میباشد. نانو ذرات اکسید روی را با بسیاری از روشهای مختلف میتوان سنتز کرد. برخی از متداولترین این روشها عباتاند از: روش هم - رسوبی، روش سل-ژل ، روش مایکروویو ، روش سونوشیمی روش فاز بخار، روش هیدروترمال .
در عصر حاضر اغلب مواد دارویی، حشره کشها و مواد آرایشی و بهداشتی و ... در فاضلاب محیطی وجود دارد و این ترکیبات به سختی از بین میروند و هیچگاه به طور کامل حذف نمیشوند. از میان این آلودهکنندهها، پسماند دارو در فاضلاب به عنوان آلاینده در حال ظهور شناخته شده است .
مواد شیمیایی مورد استفاده
مواد استفاده شده : نیترات روی 6 آبه سود، سولفات آهن 7 آبه ،سدیم کربنات و آب دیونیزه که همه مواد استفاده شده دارای خلوص بالا هستند.
دستگاه ها
از دستگاه پراش پرتو ایکس برای تخمین اندازه و تعیین ساختار نانوذرات سنتز شده استفاده شد. از دستگاه طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه برای مشخص کردن گروههای عاملی نانوذرات سنتز شده استفاده شد. از دستگاه مجهز به کنترل دمایی برای اندازهگیری طیف های جذبی دارو استفاده شد.
سنتز نانو ذرات اکسید روی و اکسید روی دوپ شده با آهن
برای سنتز نانوذرات اکسید روی و نیز سنتز اکسید روی دوپ شده با آهن از روش هم رسوبی استفاده شد. در این روش نیترات روی 6 آبه به عنوان پیش ساز روی مورد استفاده قرار گرفت. 1 میلی مول از نیترات روی در 100 میلی لیتر آب دیونیزه حل شد. سپس محلول سود قطره قطره؛ طی همزدن مداوم با استفاده از همزن مغناطیسی، تا رسیدن به pH =12 به محلول فوق اضافه شد. رسوبات سفید به دست آمده 3 مرتبه با آب دیونیزه شسته شد و سپس به مدت 26 ساعت در دمای 90 درجه سانتیگراد در آون خشک شد. پس از خشک شدن کامل، رسوبات به دست آمده به مدت 1 ساعت در دمای 500 درجه سانتیگراد برای تشکیل نانوذرات اکسید روی کلسینه شد.
برای سنتز نانوذرات اکسید روی دوپ شده با آهن، ابتدا به مقدار استوکیومتری از نیترات روی 6 آبه و سولفات آهن 7 آبه ، در آب دیونیزه حل شد و تا دمای .80درجه سانتی گراد حرارت داده شد. سپس به طور جدگانه، یک محلولی از سود - NaOH - و سدیم کربنات - Na2CO3 - تهیه شد و قطره قطره به محلول فوق اضافه شد. سپس در همین دما به مدت 1 ساعت رفلاکس انجام شد. رسوبات به دست آمده سه مرتبه با آب دیونیزه شسته شد. سپس ذرات به دست آمده به مدت 14 ساعت در دمای 50 درجه سانتیگراد تحت خلا خشک شد و بعد از خشک شدن، رسوبات به دست آمده به مدت 90 دقیقه در دمای 450 درجه سانتیگراد کلسینه شد.
