بخشی از مقاله
چکیده
در این تحقیق بررسی اثر فتو کاتالیتیکی کامپوزیتTiO2-Ag-Chitosan بر روی حذف یون نیکل - II - در آبهای آلوده در حضور اشعه ماوراء بنفش پیشنهاد شده است. اثر پارامترهای عملیاتی موثر بر فرایند حذف، شامل مدت زمان تابش دهی و مقدار کاتالیزور بررسی شد نتایج نشان داد که سیستم UV/ TiO2-Ag-Chitosan قادر به حذف مقدار قابل توجهی فلز نیکل از آبهای آلوده است به طوری که در سیستم UV/ TiO2-Ag-Chitosan در مدت زمان 120 دقیقه بالغ بر%90 فلز نیکل حذف می شود همچنین بررسی اثر مقدار کاتالیزور نشان داد که تغییر در مقدار نانو کامپوزیت TiO2-Ag-Chitosan تاثیر قابل مشاهده ای در تغییر راندمان حذف داشته و با افزایش مقدار کاتالیزور مقدار حذف نیز افزایش می یابد.
.1 مقدمه
مقدار نیکل در طبیعت بسیار کم است. انسان در زمینه های مختلف از نیکل استفاده می کند. یکی از عمده ترین کاربردهای نیکل، در صنعت فولاد است. از نیکل به عنوان یکی از اجزا سازنده فولاد و سایر محصولات فلزی استفاده می شود. حتی از نیکل در جواهرات هم استفاده می شود. مواد غذایی به طور طبیعی دارای مقداری نیکل هستند. شکلات و چربی ها دارای مقدار بسیار زیادی نیکل هستند. در صورتیکه افراد از سبزیجات حاصل از مناطق آلوده به نیکل تغذیه می کنند. مقدار زیادی نیکل وارد بدنشان می شود. نیکل در بافت گیاهان تجمع می یابد و در نتیجه مقدار نیکل در سبزیجات افزایش پیدا می کند.
در ششهای افراد سیگاری مقدار زیادی نیکل وجود دارد. همچنین نیکل در شوینده ها نیز مورد استفاده قرار می گیرد. راه های ورود نیکل به بدن انسان از طریق هوا، آشامیدن آب، خوردن غذا و کشیدن سیگار است. ممکن است بر اثر تماس پوست با خاک یا آب آلوده به نیکل، مقداری نیکل وارد بدن انسان شود. مقدار اندک نیکل برای انسان ضروری است اما اگر مقدار آن افزایش یابد. برای سلامت انسان خطرناک است.
کیتوسان یک پلی ساکارید کاتیونی است که از فرآینداستیل زدایی قلیایی کیتین بدست می آید .[1]کیتوسان از جمله جاذبهایی است که با قابلیت زیاد در حذف آلودگی هایی نظیر رنگزاها و فلزات سنگین افزون برداشتن خواص جالبی مانند زیست تخریب پذیری، ضدباکتری و سمی نبودن در مصارف مختلف پزشکی، صنایع غذایی، مهندسی نساجی و مهندسی آب به ویژه جذب سطحی استفاده می شود. فتوکاتالیست ها مواد پاک کننده محیطی هستند که می توانند آلودگی های محیطی متعددی - به عنوان مثال آلاینده ها در آب و فاضلاب - را از طریق اکسیداسیون با استفاده از نور خورشید یا نور مصنوعی مخصوصا اشعه ماوراء بنفش به عنوان یک منبع انرژی نابود کننده و آنها را به موادی بی خطر نظیر آب و دی اکسیدکربن تبدیل کنند.
[2] آسیل ترک و همکاران - 2006 - رفتار آناتاز نانو ذرات TiO2 در مورد تجزیه کاتالیزوری رنگ رودامین را مورد بررسی قرار دادند. رودآمین به طور کامل با عمل کاتالیزوری از نانو ذرات دی اکسید تیتانیم در یک زمان کوتاه زیر نور UV تجزیه شد. نتایجی که حاصل شد این بود که نانو دی اکسید تیتانیم می تواند با افزایش فعالیت فوتوکاتالیستی بارها استفاده شود.[3] منتظر وهمکاران [4] در سال 2011 با افزودن کاتالیست Ag/TiO2 بر روی سطح محصولات کارخانه لباس پشمی را به روش جذب سطحی مورد بررسی قرار دادند، نتایج به دست آمده نشان دادند که افزایش کاتالیست Ag/TiO2 باعث بالا بردن میزان فعالیت آنتی باکتریال می شود .بر اساس تحقیقات ایفتیخار و همکاران در سال 2009دما نیزتأثیر قابل توجهی بر جذب زیستی فلزات سنگین می گذارد .افزایش دما ممکن است سبب افزایش برخورد میان جاذب و فلزسنگین شده و میزان جذب را بالا ببرد و یا سبب غیرفعال شدن جایگاههای فعال جذب رو ی سطح جاذب شده ومیزان جذب راکاهش دهد.
.2 روش تحقیق
-1-2 بررسی اثر زمان برای حذف فتوکاتالیستی یون نیکل - - IIتوسط نانو کامپوزیت TiO2-Ag-Chitosan تحت نور فرابنفش - - UV
مقدار 10میلی لیتر از محلول10ppm نیترات نیکل داخل یک بشر50 میلی لیتری ریخته شد و در ادامه 0/01گرم نانوکامپوزیت TiO2-Ag-Chitosan به آن اضافه گردید و روی استیرر زیر نور فرابنفش - - UV قرار گرفت و در مدت زمانهای 30، 60، 90، 150،120، 180دقیقه بخشی از محلول بعد از سانتریفیوژ شدن درون لوله آزمایش ریخته شد و جذب محلول ثبت گردید و درصد حذف نیکل محاسبه گردید. این بررسی برای TiO2 و فتوکاتالیست TiO2-Ag هرکدام به طورجداگانه هم صورت پذیرفت.
باتوجه به اینکه افزایش ظرفیت جذب، به افزایش برخورد بین آنالیت و جاذب و نیز افزایش گرادیان نسبت داده می شود. به طور کلی درصد حذف با افزایش زمان واکنش، به علت افزایش مساحت سطحی و محلهای جذب قابل دسترس برای جاذب افزایش یافت. زمان همزدن یکی از پارامترهای موثر بر میزان جذب بر روی یک نگهدارنده است که تعیین کننده سینتیک و زمان آزمایش میباشد. همانطورکه در جدول های - - 1-1-2و - 2-1-2 - مشاهده می شود با افزایش زمان تماس، میزان درصد حذف افزایش می یابد.
-2-2 بررسی اثر مقدار نانو کامپوزیتTiO2-Ag-Chitosan برای حذف فتوکاتالیستی یون نیکل - - II تحت نور فرابنفش - - UV
درون بشر50 میلی لیتری مقدار 0/002گرم از کاتالیزور TiO2-Ag-Chitosan ریخته شد و به از آن 10میلی لیتر محلول 10ppmنیترات نیکل و2میلی لیتر بافر با pH=8 اضافه شد و در دمای اتاق - 24درجه سانتی گراد - به مدت 120 دقیقه روی استیرر زیر نورUV قرار گرفتند وبعد از سانتریفیوژ کردن با دستگاه جذب اتمی میزان جذب اندازه گیری شد. محلول های مشابه درشرایط ثابت فوق ولی با مقادیر متفاوت0/002و 0/004و0/006و0/008 و0/01و0/012و0/014و0/016 و0/018 و0/02 گرم نانو فتوکاتالیست درصد حذف نیکل در هر کدام محاسبه گردیدکه نتیجه در جدول و نمودار شماره - -2 - 1-2قابل مشاهده می باشد.
