تصنيع المحفز المحضر من تحميل الدقائق النانوية للبلاتين على سطح الكرافين والتجزئة الضوئية لصبغة البروموفينول الأزرق تحت الاشعة فوق البنفسجية

المؤلفون

  • سناء طارق قسم الكيمياء، كلية العلوم للبنات، جامعة بغداد، بغداد، العراق.
  • سعاد عبد موسى قسم الكيمياء، كلية العلوم للبنات، جامعة بغداد، بغداد، العراق.
  • ايمان عدنان محمد قسم الكيمياء، كلية العلوم للبنات، جامعة بغداد، بغداد، العراق.

DOI:

https://doi.org/10.21123/bsj.2024.9866

الكلمات المفتاحية:

البروموفينول الأزرق، التجزئة الضوئية، الحركية، الكرافين، المحفز الضوئي.

الملخص

تم في هذا البحث استخدام المحفز الجديد المصنع من تحميل دقائق البلاتين النانوية على سطح الصفائح النانوية للكرافين كمحفز ضوئي واختباره لدراسة التجزئة الضوئية لملوثات المياه وازالتها بشكل نهائي من مصادر المياه لما لها من تأثير سلبي على البيئة. حيث تم استخدام صبغة البروموفينول الأزرق كمثال على أحد الملوثات. في البدء تم التأكد من تحضير المحفز بالطريقة المستخدمة في طريقة العمل من خلال تشخيصه باستخدام عدد من التقنيات ومنها تقنية المجهر الالكتروني النافذ عالي الدقة، تقنية طاقة تشتت الاشعة السينية الطيفي عن طريق قياس الامتزاز/ الامتزاز باستخدام غاز النتروجين. كذلك تم قياس المساحة السطحية للمحفز المصنع، بالإضافة الى فحص التركيب الكريستال للمحفز باستخدام تقنية حيود الاشعة السينية. وبعد ان تم التأكد من التركيب النهائي للمحفز الضوئي تضمن الجزء الثاني من العمل دراسة قدرة  المحفز المصنع على استخدامه في التجزئة الضوئية لصبغة البروموفينول الأزرق تحت الاشعة فوق البنفسجية حيث تم تحضير عدة تراكيز من صبغة البروموفينول الأزرق، تم تشعيع الصبغة بدون وجود المحفز ووجد بان التجزئة الضوئية لم تكن فعالة وبعد ذلك تم استخدام المحفز مع المحلول المائي للصبغة وبتركيز 15 جزء من المليون وأجريت التجارب باستخدام عدة اوزان من المحفز لتحديد افضل وزن يمكن استخدامه من المحفز في كمية محددة من محلول الصبغة ووجد ان 0.01 غرام من الصبغة لكل 250 ملليتر من المحلول المائي للصبغة هو افضل نسبة يمكن الحصول عليها. كما تم اختبار الوسط للتفاعل في الوسطين الحامضي والقاعدي ووجد ان تفكك الصبغة يزداد بشكل ملحوظ في الوسط القاعدي. تم اقتراح ميكانيكية التفاعل التي بينت ان تكون الجذور الحرة لها دور كبير في مهاجمة الاواصر المزدوجة في الصبغة.

المراجع

Garg A, Chopra L. Dye Waste: A significant environmental hazard. Mater Today Proc .2022; 48: 1310-1315.https://doi.org/10.1016/j.matpr.2021.09.003

Alzain H, Kalimugogo V, Hussein K, Karkadan M. A Review of Environmental Impact of Azo Dyes. Int J Res Rev. 2023; 10(6): 673-689. https://doi.org/10.52403/ijrr.20230682

Lellis B, Fávaro-Polonio CZ, Pamphile JA, Polonio JC. Effects of textile dyes on health and the environment and bioremediation potential of living organisms. Biotechnol Res Inn. 2019; 3(2): 275-290. https://doi.org/10.1016/j.biori.2019.09.001

Saeed M, Muneer1 M, Haq Au, Akram N. Photocatalysis: an effective tool for photodegradation of dyes—a review. Environ Sci Pollut Res. 2022; 29: 293–311. https://doi.org/10.1007/s11356-021-16389-7

Kadhim N, Mousa S, Muhammed E, Farhan A. A Comparative Study of the Adsorption of Crystal Violet Dye from Aqueous Solution on Rice Husk and Charcoal. Baghdad Sci J. 2020; 17: 295-304. https://doi.org/10.21123/bsj.2020.17.1(Suppl.).0295

Kweinor Tetteh E, Rathilal S. Adsorption and photocatalytic mineralization of bromophenol blue dye with TiO2 modified with clinoptilolite/activated carbon. Catalyst. 2020; 11(1): 7. https://doi.org/10.3390/catal11010007

Ren L, Zhao G, Pan L, Chen B, Chen Y, Zhang Q , et al. Efficient removal of dye from wastewater without selectivity using activated carbon-Juncus effusus porous fibril composites. ACS Appl Mater Interfaces. 2021; 13(16): 19176-19186.https://doi.org/10.1021/acsami.0c22104

Hadadi A, Imessaoudene A, Bollinger J-C, Bouzaza A, Amrone A, Tahrooui H, et al. Aleppo pine seeds (Pinus halepensis Mill.) as a promising novel green coagulant for the removal of Congo red dye: Optimization via machine learning algorithm. Environ Manag. 2023; 331: 117286.http://dx.doi.org/10.1016/j.jenvman.2023.117286

Nnaji PC, Anadebe VC, Agu C, Ezemogu IG, Edeh JC, Ohanehi AA, et al. Statistical computation and artificial neural algorithm modeling for the treatment of dye wastewater using mucuna sloanei as coagulant and study of the generated sludge. Rineng. 2023; 19: 101216. https://doi.org/10.1016/j.rineng.2023.101216

Zhang J, Jiang F, Lu Y, Wei S, Xu H, Zhang J, et al. Lignin microparticles-reinforced cellulose filter paper for simultaneous removal of emulsified oils and dyes. Int J Biol Macromol. 2023; 230: 123120. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2022.123120

Cui Z, Wu J, Xu Y, Wu T, Li H, Li J, et al. In-situ growth of polyoxometalate-based metal-organic frameworks on wood as a promising dual-function filter for effective hazardous dye and iodine capture. Chem Eng J. 2023; 451: 138371. https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.138371

Kumar A, Raorane CJ, Syed A, Bahkali AH, Elgorban AM, Raj V, et al. Synthesis of TiO2, TiO2/PAni, TiO2/PAni/GO nanocomposites and photodegradation of anionic dyes Rose Bengal and thymol blue in visible light. Environ Res. 2023; 216 (3): 114741.https://doi.org/10.1016/j.envres.2022.114741

Mousa SA, Tareq S, Muhammed EA. Studying the Photodegradation of Congo Red Dye from Aqueous Solutions Using Bimetallic Au–Pd/TiO2 Photocatalyst. Baghdad Sci.J .2021; 18(4): 1261. https://doi.org/10.21123/bsj.2021.18.4.1261

Mousa SA, Tareq S, Muhammed EA, Kadhim MS. Synthesis of Bimetallic Au–Pt / TiO2 Catalysts as an Efficient Catalyst for the Photodegradation of Crystal Violet Dye. Baghdad Sci J. 2021; 18(1): 0102. https://doi.org/10.21123/bsj.2021.18.1.0102

Elanthikkal S, Mohamed HH, Alomair NA. Extraction of biosilica from date palm biomass ash and its application in photocatalysis. Arab J Chem. 2023; 16(3): 104522. https://doi.org/10.1016/j.arabjc.2022.104522

Chabalala MB, Zikalala SA, Ndlovu L, Mamba G, Mamba BB, Nxumalo EN. A green synthetic approach for the morphological control of ZnO-Ag using β-cyclodextrin and honey for photocatalytic degradation of bromophenol blue. Chem Eng Res Des. 2023; 197: 307-322.https://doi.org/10.1016/j.cherd.2023.07.029

Sharma K, Vaya D, Prasad G, Surolia P. Photocatalytic process for oily wastewater treatment: A review. Int J Environ Sci Technol. 2023; 20(4): 4615-4634. http://dx.doi.org/10.1007/s13762-021-03874-2

Al-Nuaim MA, Alwasiti AA, Shnain ZY. The photocatalytic process in the treatment of polluted water. Chem Pap. 2023; 77(2): 677-701. https://doi.org/10.1007/s11696-022-02468-7

Mousavi SM, Golestaneh M. Facile Synthesis of Fe/ZnO Hollow Spheres Nanostructures by Green Approach for the Photodegradation and Removal of Organic Dye Contaminants in Water. J Nanostruct. 2021; 11(1): 20-30. https://doi.org/10.22052/JNS.2021.01.003

Cong Q, Ren M, Zhang T, Cheng F, Qu J. Efficient photoelectrocatalytic performance of beta-cyclodextrin/graphene composite and effect of Cl- in water: degradation for bromophenol blue as a case study. RSC Adv. 2021; 11(48): 29896-29905.https://doi.org/10.1039/d1ra04533d

Khan Z, Ali F, Said A, Arif U, Khan K, Ali N, et al. Polyethylene glycol capped copper ferrite porous nanostructured materials for efficient photocatalytic degradation of bromophenol blue. Environ Res. 2022; 215: 114148. https://doi.org/10.1016/j.envres.2022.114148

Moussaid D, Khallouk K, Moumnani FT, Fahoul Y, Tanji K, Barakat A, et al. High photocatalytic activity and stability of MnV2O6 and Mn2V2O7 synthesized by simple low temperature method for bromophenol blue degradation. J Photochem Photobiol A Chem. 2023; 444: 114922. https://doi.org/10.1016/j.jphotochem.2023.114922

Grigoriev S, Fateev V, Pushkarev A, Natalia AI, Valery NK, Mikhail Yu, et al. Reduced Graphene Oxide and Its Modifications as Catalyst Supports and Catalyst Layer Modifiers for PEMFC. Mater. 2018; 11: 1405.https://doi.org/10.3390/ma11081405

Mousa SA, Tareq S, Muhammed EA. Studying the Photodegradation of Congo Red Dye from Aqueous Solutions Using Bimetallic Au - Pd / TiO2 Photocatalyst. Baghdad Sci J. 2021; 18(2): 1261. http://dx.doi.org/10.21123/bsj.2021.18.4.1261

Kisała J, Ferraria AM, Mitina N, Cieniek B, Krzeminski P, Pogocki D, et al. Photocatalytic activity of layered MoS2 in the reductive degradation of bromophenol blue. RSC adv. 2022; 12(35): 22465-22475.https://doi.org/10.1039/D2RA03362C

Hosny M, Fawzy M. Instantaneous phytosynthesis of gold nanoparticles via Persicaria salicifolia leaf extract, and their medical applications. Adv Powder Technol. 2021; 32(8): 2891-2904.https://doi.org/10.1016/j.apt.2021.06.004

Jiang Z, Zhang Q, Zong C, Liu BJ, Ren B, Xie Z, et al. Cu–Au alloy nanotubes with five-fold twinned structure and their application in surface-enhanced Raman scattering. Mater Chem. 2012; 22(35): 18192-18197. https://doi.org/10.1039/C2JM33863G

Yoo E, Okata T, Akita T, Kohyama M, Nakamura J, Honma I. Enhanced electrocatalytic activity of Pt subnanoclusters on graphene nanosheet surface. Nano Lett .2009; 9(6): 2255-2259. https://doi.org/10.1021/nl900397t

Chiang Y C, Liang C C, Chung, C P. Characterization of platinum nanoparticles deposited on functionalized graphene sheets. Mater. 2015; 8(9): 6484--6497. https://doi.org/10.3390/ma8095318

Oyarce E, Roa K, Boulett A, Sotelo S, Cantero-Lopez P, Sanchez J, et al. Removal of dyes by polymer-enhanced ultrafiltration: an overview. Polymers. 2021; 13(19): 3450. https://doi.org/10.3390%2Fpolym13193450

Novoselov KS, Geim AK, Morozov SV, Jiang D, Zhang Y, Dubonos SV, et al. Electric Field Effect in Atomically Thin Carbon Films. Science. 2004; 306(5696): 666-669. https://doi.org/10.1126/science.1102896

Fini A, Breccia A. Chemistry by microwaves. Pure Appl Chem. 1999; 71(4): 573-579. https://doi.org/10.1351/pac199971040573

Ullah K, Ye S, Zhu L, Jo SB, Jang WK, Cho KY, et al. Noble metal doped graphene nanocomposites and its study of photocatalytic hydrogen evolution. Solid State Sci. 2014; 31: 91-98. https://doi.org/10.1016/j.solidstatesciences.2014.03.006

Shah T, Gul T, Saeed K. Photodegradation of bromophenol blue in aqueous medium using graphene nanoplates-supported TiO2. Appl Water Sci 2019; 9(4): 1-7. https://doi.org/10.1007/s13201-019-0983-z

Rauf MA, Ashraf S , Alhadrami SN. Photolytic oxidation of coomassie brilliant blue with H2O2. Dyes Pigm. 2005; 66(3): 197-200. https://doi.org/10.1016/j.dyepig.2004.09.006

Buenviaje SC, Usman KS , Payawan L M. Synthesis and characterization of titanium dioxide-polypyrrole nanocomposites for the photodegradation of bromophenol blue. AIP Conf Proc. 2018; 1958: 020015.https://doi.org/10.1063/1.5034546

Sani KI, Umar G, Hamisu A. Synthesis of Visible Light Response S-SnO2 Catalyst for Optimized Photodegradation of Bromophenol Blue. JPCFM. 2021; 4(2): 22-33. https://doi.org/10.54565/jphcfum.1008388

Fatimah I, Pratiwi EZ, Wicaksono WP. Synthesis of magnetic nanoparticles using Parkia speciosa Hassk pod extract and photocatalytic activity for Bromophenol blue degradation. Egypt J Aquat Res. 2020; 46(1): 35-40. https://doi.org/10.1016/j.ejar.2020.01.001

Farrukh M, Imran F, Ali S, Khaleeq-ur-Rahman M, Naqvi I. Micelle assisted synthesis of La2O3 nanoparticles and their applications in photodegradation of bromophenol blue. Russ J Appl Chem. 2015; 88: 1523-1527. https://doi.org/10.1134/S1070427215090220

Azmat R, Khalid Z, Haroon M, Mehar KP. Spectral Analysis of Catalytic Oxidation and Degradation of Bromophenol Blue at Low pH with Potassium Dichromate. Adv Nat Sci. 2013; 6: 38-43. https://doi.org/10.3968/j.ans.1715787020130603.1628

Nawaz A, Atif M, Khan A, Siddique M, Ali N, Naz F, et al. Solar light driven degradation of textile dye contaminants for wastewater treatment – studies of novel polycationic selenide photocatalyst and process optimization by response surface methodology desirability factor. Chemosphere. 2023; 328: 138476.https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2023.138476

Effiong J F, Nyong AE, Boekom EJ, Simon N. Photocatalytic Degradation and Kinetics of Dyes in Textile Effluent Using UV – ZnO-Al System. Asian J Appl Chem Res. 2023; 13 (2): 23-32. https://doi.org/10.9734/ajacr/2023/v13i2240

التنزيلات

إصدار

القسم

article

كيفية الاقتباس

1.
تصنيع المحفز المحضر من تحميل الدقائق النانوية للبلاتين على سطح الكرافين والتجزئة الضوئية لصبغة البروموفينول الأزرق تحت الاشعة فوق البنفسجية. Baghdad Sci.J [انترنت]. [وثق 18 مايو، 2024];21(11). موجود في: https://www.bsj.uobaghdad.edu.iq/index.php/BSJ/article/view/9866