بررسي فرآيند فوتوكاليستي نانوكامپوزيت روي اكسيد و اكسيد گرافن تحت تابش LED براي حذف مختل كننده‌هاي غدد درون ريز از محلول‌هاي آبي

Evaluation of photocatalytic process using GO/ZnO nanocomposites under LED irradiation for removal of Endocrine Disrupting Chemicals (EDCs) from aqueous solutions

زمينه و هدف: تركيبات مختل­كننده­ي غدد درون ريز يك گروه از آلاينده­هاي خطرناك و پيچيده­ي هستند كه در صنعت پلاستيك، فلزات، بسته­بندي مواد غذايي و وسايل پزشكي يافت مي­شوند. فتالات‌‌ها گروهي از اين تركيبات هستند كه براي حيوانات سرطانزا بوده و مي­توانند باعث مرگ جنين و ناهنجاري‌‌هاي مادر‌‌زادي شوند. هدف از اين مطالعه بررسي فرآيند فوتوكاليستي نانوكامپوزيت روي اكسيد و اكسيد گرافن تحت تابش LED براي حذف مختل­كننده­هاي غدد درون ريز از محلول­هاي آبي مي­باشد. روش بررسي: در اين مطالعه ابتدا مشخصات نانو اكسيد روي و نانو اكسيد گرافن با استفاده ازFE-SEM, BET تعيين گرديد. سپس نانو ميله­هاي تشكيل شده براي حذف دي اتيل فتالات­ با در نظر گرفتن متغيرهاي زمان تابش، pH، غلظت اوليه فتالات­ها و غلظت نانو­اكسيد­روي و اكسيد گرافن تحت تابش نور مرئي LED مورد مطالعه قرار گرفت. طراحي و مدل‌‌سازي آزمون با استفاده از مدل رويه پاسخ و با نرم‌افزار 10 Design Expert انجام شد. قرائت فتالات‌‌ها با استفاده از دستگاه HPLC مجهز به دتكتور UV و در طول موج 225 نانومتر با فازهاي متحرك متانول (90%) و استو‌‌نيتريل (10%) انجام شد. يافته­ها: نتايج FE-SEM و TEM نشان داد كه نانو اكسيد­روي صورت ميله­اي و مجزا تشكيل شده‌‌اند. بر اساس پيك به‌دست‌آمده اندازه قطر و طول نانو ميله‌‌ها به ترتيب 60-20 نانو‌‌‌‌‌‌متر و 200 نانو‌‌متر است. بيشترين كارايي در pH برابر 5 و زمان ماند 120 دقيقه به دست آمد كه در اين حالت كار آيي بيش از 90% براي حذف دي­اتيل فتالات بود. بر اساس مدل سازي فرآيند با نرم‌افزارDesign Expert نتايج نشان‌دهنده تبعيت مدل طراحي‌شده از مدل درجه دوم است (0.00001p-value<). نتيجه­گيري: نتايج حاصل از متغيرها نشان مي­دهد كه pH و زمان تماس اثر بيشتري در كارايي فرآيند دارند. نانو ساختار مورداستفاده مشابه نانو ساختار رفرنس با ساختار چندوجهي بوده كه مي‌‌تواند كارايي مناسبي در حذف مختل‌كننده غدد درون‌ريز از منابع آبي تحت تابش نور مرئي LED داشته باشد.

Background and Aim: Endocrine Disrupting Chemicals (EDCs), and potential EDCs are mostly man-made, found in various materials such as pesticides, metals, additives or contaminants in food, and personal care products. Phthalates are a group of these compounds that are carcinogenic to animals and can cause fetal death and congenital anomalies. The aim of this study was to investigate the photocatalytic process using GO/ZnO nanocomposites under LED irradiation for removal of Endocrine Disrupting Chemicals (EDCs) from aqueous solutions. Materials and Methods: In this study, GO/ZnO nanorods were characterized by, Field emission scanning electron microscopy, transmission electron microscope, and Brunauer–Emmett–Teller surface area analysis. A Central Composite Design was used to optimize the reaction parameters for the removal of DEP by GO/ZnO. The four main reaction parameters optimized in this study were the following: the LED radiation time, pH, and the initial concentration of phthalates and the concentration of ZnO and graphene-oxide. The interaction between the four parameters was studied and modeled using the Design Expert 10 software. Phthalate detected by HPLC apparatus equipped with a UV detector at 225 nm wavelength with methanol (90%) and Acetonitrile (10%) phases. Results: The results of FE-SEM and TEM showed that the ZnO is composed of a bar and separate face. Based on the peak obtained, the diameter and length of the nanorods are 20-60 and 200 nm respectively. A maximum reduction of 90% of DEP was achieved at pH 5 and 120 minutes. The results represent the prediction of a model fitted from the Quadratic model (p-value<00001). Conclusion: The interaction of variables showed that the maximum effect was belonged to the pH and the time in the process reactions. Also, the results showed that the GO/ZnO low power LED irradiation can be used as an effective method for the removal of EDCs from environmental.