بررسي حذف رنگ متيل اورانژ توسط نانوكامپوزيت هيدروكسي آپاتيت/تيتانيا

Investigation of removal of methyl orange dye by Hydroxyapatite/titania nanocomposite

اين مطالعه با هدف كلي بررسي امكان سنجي استفاده از اين كاتاليست به عنوان يك فوتوكاتاليست در حذف رنگ متيل اورانژ (Methyl Orange) از آب انجام شد. اهداف جزيي مطالعه شامل مقدار جاذب، زمان تماس و pH در جذب متيل اورانژ توسط نانوكامپوزيت هيدروكسي آپاتيت/تيتانيا بود. در اين مطالعه نانوكامپوزيت هيدروكسي اپاتيت/تيتانيا در شرايط آزمايشگاهي با استفاده از تترا هيدروكسيد تيتانيم و هيدروكسي آپاتيت در دماي 400 و زمان 2 ساعت تهيه شد. جهت تعيين مشخصات ساختاري اين نانوكامپوزيت از تكنيك هاي پراش پرتوايكس (XRD)، آناليز فوريه فروسرخ(FTIR)، ميكروسكوپ الكتروني عبوري(TEM)، ميكروسكوپ الكتروني روبشي همراه با طيف سنجي تفكيك انرژي (SEM-EDS) استفاده شد. سپس رفتار فوتوكاتاليستي اين نانوكامپوزيت جهت حذف رنگ متيل اورانژ مورد ارزيابي قرار گرفت. غلظت رنگ در نمونه هاي مختلف با استفاده از اسپكتروفتومتر در طول موج 464 نانومتر اندازه گيري شد. اثر pH، زمان تماس، مقدار كاتاليست و مقدار درصد تيتانياي موجود در نانوكامپوزيت بر حذف رنگ متيل اورانژ بررسي شد.نتايج مطالعات جذب نشان داد كه ميزان جذب/حذف رنگ متيل اورانژ با كاهش غلظت اوليه رنگ، افزايش دز جاذب و با كاهش pH (3 تا 11) افزايش مي يابد. جذب رنگ متيل اورانژ بعد از مدت 30 دقيقه به تعادل رسيده و pH بهينه در جذب متيل اورانژ توسط اين نانوكامپوزيت، 3 است.

The aim of this work is to investigate the possibility of using hydroxyapatite/titania for the removal of methyl orange (MO) from the aqueous solution. Various conditions including adsorbent dosage, contact time and solution pH were evaluated. In this study, hydroxyapatite/titania nanocomposite was synthesized using titanium tetrahydroxide and hydroxyapatite at 400 ? in 2 hours. X-ray diffraction techniques (XRD), scanning electron microscopy with energy resolution spectroscopy (SEM-EDS), transmission electron microscopy (TEM) were employed to characterize the prepared nanocomposite powders. Then, the photocatalytic activity of this nanocomposite was evaluated for the removal of methyl orange dye. The concentrations of dye in various samples were determined spectrophotometrically using a UV–visible spectrophotometer by taking measurements at the absorbance maximum (464 nm). The effect of pH, contact time and the content of titania in nanocomposite was also studied on the removal of methyl orange dye. The results of absorption studies showed that the removal of methyl orange dye was increased with the decreasing in initial dye concentration, increasing in adsorbent amounts and decreasing pH (3 to 11). The absorption of methyl orange’s dye reach to equilibrium after 30 min; and the optimum pH in methyl orange absorption by this nanocomposite is 3.