محمد جواد چایچی

هدف اصلی این پژوهش، تهیه نانو هیبرید Fe3O4/GO برای کاهش نقطه ضعف دو فرآیند ازن زنی و ازن زنی در حضور کاتالیزگر مغناطیسی Fe3O4 می باشد. بدین منظور، کاتالیزگرهای GO از روش هامر، Fe3O4 و Fe3O4/GO با روش هم رسوبی تهیه شده و با فنون میکروسکوپی الکترون روبشی گسیل میدانی (FE-SEM)، آنالیز پراش اشعه ایکس (XRD)، آزمون جذب و واجذب نیتروژن (BET)، مغناطیس سنج نمونه لرزان (VSM) و طیف بینی مادون قرمز تبدیل فوریه (FT-IR) مورد مطالعه و بررسی قرار گرفتند. مطالعات انجام شده تهیه موفقیت آمیز این کاتالیزگرها را تایید نمودند. سپس، فرآیندهای SOP، O3/ Fe3O4، O3/GO و O3/Fe3O4/GO در تخریب رنگ اسید رد 88 (AR 88) بررسی شده و تاثیر پارامترهای مختلف نظیر، مقدار ازن (OD)، غلظت کاتالیزگر، pH و غلظت اولیه محلول روی راندمان تخریب در مدت زمان واکنش ثابت min 30 مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس نتایج، شرایط بهینه SOP، mg min-1 6= OD، 5/10pH= و غلظت ppm 150 بوده و در این شرایط بعد از min 30، راندمان تخریب به 3/80% و میزان حذف اکسیژن خواهی شیمیایی (COD) به 25% رسید. شرایط بهینه برای فرآیندهای O3/ Fe3O4، O3/GO و O3/Fe3O4/GO غلظت کاتالیزگر به ترتیب، 1، 05/0، g L-1 2/0، mg min-1 6= OD، 5/5pH=، و غلظت اولیه رنگ ppm 150 می باشد. تحت این شرایط میزان حذف COD به ترتیب 75، 87 و 100% بدست آمد. با استفاده از بازدارنده رادیکال های سوپراکسید و هیدروکسیل مشخص شد که ازن جذب شده روی سطح کاتالیزگر GO به رادیکال های سوپراکسید تجزیه شده است. در حالیکه، دو کاتالیزگر Fe3O4 و Fe3O4/GO علاوه بر رادیکال های سوپراکسید، قادر به تجزیه ازن به رادیکال های هیدروکسیل نیز می باشند. با مقایسه راندمان تخریب SOP با COP در شرایط بهینه فرآیند O3/Fe3O4/GO، روندی به صورت O3/Fe3O4/GO> O3/GO> O3/ Fe3O4> SOP مشاهده شد. بیشترین راندمان تخریب رنگزا در فرآیند O3/Fe3O4/GO در مقایسه با سایر فرآیندها به دلیل افزایش سطح Fe3O4 بعد از تثبیت روی نانوورقه های GO و در نتیجه دسترسی بیشتر مولکول های ازن به مکان های فعال می باشد که این نتایج نشان دهنده ی نقش موثر Fe3O4 در این فرآیند است. همچنین Fe3O4 و Fe3O4/GO خاصیت کاتالیزگری خود را بعد از 5 بار استفاده مجدد حفظ نمودند.