احيا فوتو كاتاليستي كارآمد كروم شش ظرفيتي با استفاده از نانو كريستال هاي تثيبت شده ي ZnO تحت تابش نور: UV اثر هم افزايي زئوليت HZSM-5 به عنوان پايه

Efficient photocatalytic reduction of Cr(VI) over Immobilized ZnO nanocrystals under UV Light illumination: synergetic effect of HZSM-5 zeolite as support

فرايندهاي فوتوكاتاليستي به عنوان يك روش كارآمد مي‌تواند براي تصفيه فاضلاب هاي حاوي فلزات سنگين به كار گرفته شود. مطالعه حاضر با هدف سنتزنانوكاتاليستZnO برپايهHZSM-5 و بررسي ويژگي فوتوكاتاليستي آن دركاهش موثر (Cr(VI انجام پذيرفت. نانوكامپوزيت ZnO/HZSM-5 به روش آب گرمايي/تلقيح سنتز شد و ماهيت آن با روش هاي XRD، FESEM ،EDX وBET مورد بررسي قرار گرفت. نتايج به دست آمده از تجزيه XRD وجود ZnO و HZSM-5 را به عنوان فاز بلوري در ساختار نانوكامپوزيت تاييد كرد. تصاوير FESEM نشان داد نانوذرات ZnO به صورت يكنواخت در سطح زئوليت پخش شده است. تاثير pH و غلظت اوليه كروم شش ظرفيتي بروي فرايند مورد بررسي قرار گرفت. نتايج مشخص كرد كه كارايي حذف كروم شش ظرفيتي با كاهش pHو غلظت اوليهي كروم افزايش مي يابد. در نهايت نتايج به دست آمده از بررسي سينتيك نشان داد كه با افزايش pH از 3 به 7 ثابتسرعتواكنش از 0/019 به 0/007 بر دقيقه كاهش مي‌يابد و فرايند از واكنش هاي شبه درجه يك پيروي مي‌كند. بنابراين، فرايند فوتوكاتاليستي با استفاده از نانوكامپوزيت ZnO/HZSM-5 مي‌تواند به عنوان يك روش موثر و سازگار با محيط زيست به منظور تصفيه‌ي فاضلاب هاي حاوي مقادير بالاي كروم شش ظرفيتي مورد استفاده قرار گيرد.

The Photocatalytic processes can be used as an efficient method for the purification of wastewaters containing heavy metals. The goal of present study was the synthesis of ZnO nanoparticles immobilized on HZSM-5 and investigation of its photocatalytic properties in efficient reduction of Cr(VI). ZnO/HZSM-5 nanocomposite was synthesized by hydrothermal/ impregnation method and characterized by XRD, FESEM, BET and EDX techniques. The XRD analysis confirmed the existence of ZnO and HZSM-5 as crystalline phases in the nanocomposite structure. Also, FESEM images illustrated that fine nanoparticles of ZnO were uniformly dispersed over HZSM-5 support. The effects of pH and initial concentration were evaluated. The results indicated that the removal rate of chromium was increased with decreasing pH value and initial concentration of chromium. Finally, in order to obtain the kinetic information, the experimental results indicated that with increasing pH from 3 to 7 the reaction rate constant was decreased from 0.019 to 0.007 (1/min) and the photo-reduction of chromium process was fitted with a pseudofirst- order. Therefore, the photocatalytic process that uses ZnO/HZSM-5 nanocomposite can be employed as an effective and eco-friendly process is excellent candidate for treatment of the wastewater containing high levels of hexavalent chromium.