تهیه و شناسایی نانوچندسازه کربن نیترید گرافیتی/کائولن برای حذف فوتوکاتالیستی نیترات از محلول‌های آبی

نویسندگان

1 استادیار گروه پژوهشی شیمی کاربردی، سازمان جهاد دانشگاهی تهران-ACECR، تهران، ایران.

2 دانشجوی دکترا پژوهشگاه شیمی و مهندسی شیمی ایران، تهران، ایران.

3 دانشجوی دکترا گروه پژوهشی شیمی کاربردی، سازمان جهاد دانشگاهی تهران-ACECR، تهران، ایران

4 کارشناس ارشد (مربی) گروه پژوهشی شیمی کاربردی، سازمان جهاد دانشگاهی تهران-ACECR، تهران، ایران.

5 استادیار پژوهشگاه شیمی و مهندسی شیمی ایران، تهران، ایران.

6 دانشیار دانشکده محیطزیست، پردیس دانشکدههای فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران

doi
10.30495/jacr.2021.682619
چکیده

یون نیترات موجود در آب موجب مسمومیت انسان می‌شود و بسیار خطرناک است. حذف فوتوکاتالیستی نیترات از آب و تبدیل آن به گاز نیتروژن از اهمیت زیادی برخوردار است. در این مطالعه، نانوچندسازه ناهمگن کربن نیترید گرافیتی/کائولن به دلیل داشتن بستر طبیعی کائولن با خواص ویژه، برای کاهش نیترات تحت تابش پرتو فرابنفش درنظرگرفته‎شد. نتیجه های به‎دست آمده از تجزیه و تحلیل فوتوکاتالیستی نانوچندسازه با روش‌های طیف‎شناسی فروسرخ تبدیل فوریه (FTIR) ، پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپی الکترونی پویشی (SEM) و طیف‎شناسی تفکیک انرژی (EDS) به‎روشنی نشان داد که سطح کائولن با یک لایه کربن نیترید گرافیتی پوشانده شده است. محلول آبی حاوی 50 میلی‌گرم بر لیتر یون نیترات تحت واکنش فوتوکاتالیستی قرار گرفت. نتیجه های به‎دست آمده حذف نیترات با نانوچندسازه کربن نیترید گرافیتی/کائولن در مقایسه با کربن نیترید گرافیتی و کائولن، بالاترین مقدار تخریب نیترات را در 60 دقیقه اول نشان داد. با روش یادشده و با بازده حذف 15/93 %، غلظت اولیه ppm ۵۰ یون نیترات به ppm 5/3 رسید که این مقدار زیر حد مجاز نیترات برپایه استاندارد سازمان بهداشت جهانی است. بنابراین، به‎کارگیری این نانوچندسازه، به دلیل سادگی روش تهیه و دسترسی تجاری به واکنشگرهای موردنیاز در تهیه آن، و همچنین، راندمان و انتخاب‌گری بالای تولید گاز نیتروژن در تخریب نیترات و نبود آلایندگی پساب، روشی مناسب در حذف فوتوکاتالیستی نیترات از آب آشامیدنی است.