در این پژوهش نانوذرات اکسید آهن (مگنتیت) به روش همرسوبی و نانوکامپوزیت دوتایی TiO2-Fe3O4 و در نهایت نانوکامپوزیت سه تایی Fe3O4-rGO-TiO2 که با GTF نام گذاری می گردد، به روش هیدروترمال سنتز شدند. ساختار بلوری و پیوند های موجود در نانوکامپوزیت ها به ترتیب با استفاده از آنالیز پراش پرتوی ایکس (XRD) و آنالیز فوریه فروسرخ (FTIR) مورد مطالعه قرار گرفتند. ریخت شناسی نمونه ها توسط تصویربرداری میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مورد بررسی قرار گرفت. اندازه ی میانگین بلورک های نانوکامپوزیت در حدود 3/12 نانومتر و مغناطش اشباع نمونه با استفاده از آنالیز VSM، برابر با emu/g26/40 به دست آمده است. فعالیت فوتوکاتالیستی نانوکامپوزیت ها از تخریب رنگ متیل نارنجی در نمونه تحت تابش فرابنفش مشخص شد. درصد تخریب متیل نارنجی از نتایج به دست آمده برای نانوکامپوزیت سه تایی GTF برابر % 7/98 محاسبه شد که نسبت به نانوکامپوزیت دوتاییTiO2-Fe3O4 با درصد تخریب% 84 بهبود قابل توجهی داشته است.

یکی از فاکتورهای مهم و اساسی در تولید کاتالیست ها، قابلیت بازیافت و استفاده مجدد از آن می باشد که باعث کاهش هزینه می شود. در این کار، ابتدا نانوذرات مغناطیسی Fe3O4 به روش همرسوبی سنتز گردید و سپس برای جلوگیری از اکسید شدن نانوذرات مغناطیسی و همچنین کاهش بازترکیب الکترون و حفره تولید شده که بر اثر تابش نور uv در لایه TiO2 ایجاد می شوند، نانو ذرات مغناطیسی Fe3O4 را با لایه ای از SiO2 به روش سل-ژل می پوشانیم. سپس لایه ای از TiO2 را بر روی SiO2 قرار می دهیم تا کامپوزیت Fe3O4/SiO2/TiO2 تشکیل شود. نانو ذرات سنتز شده با تکنیک های X-Ray، SEM، FT-IR و TEM بررسی و شناسایی شدند.خاصیت فتوکاتالیستی آن را برای حذف رنگ Rhodamine B به عنوان نمونه ای از رنگ های آلی که در پساب ها وجود دارد در مقابل نور فرا بنفش بررسی کردیم.

زمینه و هدف: آنتی بیوتیک سفتریاکسون به طور گسترده ای برای درمان عفونت های مختلف استفاده می شود که در آب و فاضلاب انباشته شده و ممکن است مسائل زیست محیطی و بهداشتی ایجاد کند. هدف از این مطالعه بررسی کارایی استفاده از فرآیند فوتوکاتالیستی (Fe3O4@SiO2@TiO2) در حذف سفتریاکسون از محلول های آبی بوده است. مواد و روش ها: این مطالعه از نوع مطالعات تجربی-کاربردی می باشد. به منظور سنتز نانو ذرات Fe3O4@SiO2@TiO2 از روش سل ژل استفاده گردید و با استفاده از آنالیز های SEM، XRD وEDX خصوصیات کاتالیست بررسی گردید. اثر متغیر ها شامل pH، غلظت کاتالیست، غلظت سفتریاکسون، زمان تماس و آزمایش بازیافتی (7 مرتبه)، تعیین میزان معدنی سازی مورد بررسی قرار گرفت. غلظت باقیمانده سفتریاکسون توسط دستگاه HPLC در طول موج 240 نانومتر تعیین شد. یافته ها: طبق نتایج به دست آمده در این مطالعه بالاترین کارایی فرآیند در غلظت سفتریاکسون 10 میلی گرم در لیتر، pH برابر 3 و مقدار کاتالیست برابر 2 گرم بر لیتر در مدت زمان 120 دقیقه به میزان 7/96 درصد به دست آمد. نتایج نشان داد که حذف سفتریاکسون به وسیله این فرآیند از مدل سینتکی درجه اول تبعیت می نماید. میزان معدنی سازی پس از پایان زمان واکنش 7/83 درصد تعیین گردید. قابلیت استفاده مجدد کاتالیست تا 7 مرتبه با کاهش راندمان حدود 2/5 درصد را داراست. نتیجه گیری: نتایج به دست آمده نشان داد که فرآیند فوتوکاتالیستی با استفاده از نانوکاتالیست مغناطیسی Fe3O4@SiO2@TiO2 می تواند یک روش موثر در حذف سفتریاکسون از محیط های آبی باشد.

سابقه و هدف: به دلیل عملکرد نامطلوب واحدهای رنگرزی و ماهیت رنگ های ری اکتیو حدود 50 درصد از این رنگ ها وارد فاضلاب خروجی می شود. این رنگ ها در برابر تجزیه بیولوژیکی مقاوم بوده و برای انسان و موجودات آبزی، سمی، سرطان زا و جهش زا هستند. در این مطالعه تخریب رنگزای ری اکتیو زرد 147 با استفاده از فوتوکاتالیست مغناطیسی Fe3O4@SiO2@TiO2 مورد بررسی قرار گرفت.مواد و روش ها: برای مطالعه اثرات متقابل پارامترهای موثر در فرآیند از قبیل  pHاولیه، دوز کاتالیست و دمای محلول و هم چنین بهینه سازی فرآیند حذف فوتوکاتالیستی رنگزای ری اکتیو زرد 147 از طرح مرکب مرکزی (CCD) در روش پاسخ سطحی(RSM)  استفاده شد. از این رو تعداد 20 آزمایش توسط نرم افزار Design Expert 7.0.0 Trial طراحی شد که همه عوامل در 5 سطح +a، +1، 0، -1،  -aطبقه بندی شدند.یافته ها: نتایج نشان داد که با افزایش دوز کاتالیست و کاهش دما، کارایی فرآیند فوتوکاتالیستی افزایش یافت و راندمان فرآیند فوتوکاتالیستی در pH اسیدی بسیار بیش تر از pH قلیایی بود. هم چنین نتایج روش پاسخ سطحی نه تنها سطوح بهینه پارامترهای تجربی را نشان داد بلکه ثابت کرد نقش پارامترهای pH اولیه و دوز کاتالیست در فرآیند تخریب فوتوکاتالیستی رنگزای ری اکتیو زرد 147 تحت تابش فرابنفش بسیار بیش تر از دمای محلول است.استنتاج: مطالعه حاضر نشان داد فرایند فوتوکاتالیستی با بهینه سازی عوامل عملیاتی موثر، کارایی بالایی در حذف رنگزای ری اکتیو زرد 147 دارد. هم چنین فوتوکاتالیست سنتز شده تا ده بار بدون افت قابل ملاحظه ای در راندمان حذف استفاده شد که نشان از پایداری بالای فوتوکاتالیست و اقتصادی بودن فرایند حذف دارد.

در این تحقیق کامپوزیت Fe3O4/SiO2/TiO2با ساختار هسته-پوسته-پوسته با استفاده از روش شیمیایی تر تهیه شد. ابتدا کامپوزیت Fe3O4/SiO2 با استفاده از پیش ماده تترا اتیل اورتوسیلیکات (TEOS) سنتز شد. سپس یک پوسته از TiO2 به طور مستقیم بر روی آن پوشش داده شد. نانوساختارهای Fe3O4 / SiO2 / TiO2 تهیه شده با استفاده از آنالیزهای میکروسکوپ الکترونی روبشی محیطی (FESEM)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)، الگوی پراش پرتو ایکس (XRD) و دستگاه طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز (FTIR) مشخصه یابی شدند. نتایج نشان داد که پوشش دهی لایه های SiO2 و TiO2 با موفقیت انجام شده است. نتایج نشان داد که اندازه ذرات Fe3O4 در حدود 400-300 نانومتر و ضخامت پوشش های TiO2 و SiO2 به ترتیب 4 و 30 نانومتر می باشد. خواص مغناطیسی کامپوزیت سنتز شده با استفاده از مغناطیس سنج ارتعاشی (VSM) مورد بررسی قرار گرفت. مغناطیس اشباع (Ms) پودر Fe3O4 و کامپوزیت Fe3O4/SiO2/TiO2 به ترتیب emu/g 80 و emu/g 37 و هم چنین میزان پسماند مغناطیسی (Mr) پودر Fe3O4 و کامپوزیت Fe3O4/SiO2/TiO2 به ترتیب emu/g 8 و emu/g 43/6 به دست آمد.

امروزه مقدار زیادی فاضلاب حاوی رنگ و مواد سمّی توسط صنایعی مانند نساجی، چاپ، رنگرزی، ریسندگی و چرم سازی وارد محیط زیست می شود، بنابراین آلودگی آب یکی از جدی ترین مشکلات محیط زیستی است که کیفیت و سلامت آب را تحت تأثیر قرار می دهد. به همین دلیل، حذف رنگ ها و مواد سمّی از آب یکی از دغدغه های پژوهشگران است. در این راستا در این پژوهش، نانوکامپوزیت بوهمیت مغناطیسی اصلاح شده با سولفید روی- سولفید کادمیوم (Fe3O4@BNPs@ZnS-CdS (ZnS/CdS: 0.25:0.75 به عنوان یک فوتوکاتالیست کارآمد برای حذف رنگ های DR16 و RhB در ناحیه مرئی، استفاده شد. این فوتوکاتالیست قادر به حذف رنگ های آنیونی و کاتیونی بود. خواص فوتوکاتالیست سنتز شده با استفاده از XRD (ساختار فوتوکاتالیست تأیید و حضور سولفید روی و سولفید کادمیم روی سطح فوتوکاتالیست)، FTIR (تأیید حضور گروه های عاملی مختلف روی سطح فوتوکاتالیست)، BET (به دست آمدن مقدار سطح ویژه فوتوکاتالیست و تأیید ساختار مزوپور فوتوکاتالیست)، FESEM (نشان دادن ساختار نسبی فوتوکاتالیست و تخمین اندازه ذرات)، VSM (تعیین قدرت مغناطیسی فوتوکاتالیست)، TGA (تعیین میزان پایداری حرارتی فوتوکاتالیست)، DRS ، پتانسیل زتا (تعیین بار سطحی فوتوکاتالیست در pHهای مختلف) و EDX (تأیید سنتز و حضور عناصر اصلی موجود در ساختار فوتوکاتالیست) بررسی شد. نتایج نشان داد که رنگ DR16 در pH خنثی با کارایی 95 درصد در مدت 12 دقیقه از بین رفت. در مورد RhB بهترین نتیجه یعنی حذف 97 درصد در pH معادل 3 به دست آمد. همچنین، میزان TOC بعد از تخریب رنگ به طور چشمگیری کاهش یافت. تخریب رنگ برای DR16 و RhB از سینتیک مرتبه اول پیروی می کند. از مزایای این فوتوکاتالیست می توان به جدا شدن راحت از محیط، زیست سازگاری، فعالیت عالی در نور مرئی، قابلیت بازیافت و سهولت سنتز اشاره کرد. منبع نور استفاده شده در این پژوهش لامپ جیوه ای پرفشار بود که ارزان و بادوام است و عملکرد عالی دارد.

زمینه و هدف: آموکسی سیلین یک آنتی بیوتیک تجاری رایج است که به دلیل مقاومت بالا در برابر باکتری ها و طیف گسترده ای از میکروارگانیسم ها استفاده می شود و حضور باقیمانده آن در فاضلاب صنایع دارویی و پساب بیمارستانی با ایجاد بوی نامطبوع، اختلالات پوستی و مقاومت میکروبی در موجودات بیماری زا، می تواند منجر به مرگ میکروارگانیسم های موثر در تصفیه فاضلاب شود. از این رو، این مطالعه با هدف بررسی کارایی حذف فوتوکاتالیستی آموکسی سیلین توسط نانوکامپوزیت گرافن اکساید مغناطیسی عامل دار شده با دی اکسید سریم از محلول آبی انجام شد. روش بررسی: در این پژوهش توصیفی، نانوکامپوزیت گرافن اکساید مغناطیسی عامل دار شده با دی اکسید سریم سنتز و به عنوان فوتوکاتالیست برای حذف آموکسی سیلین استفاده شد. خصوصیات ظاهری نانوکامپوزیت با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، دستگاه پراش پرتو ایکس (XRD)، آنالیز طیف سنجی تفکیک انرژی (EDX)، طیف سنجی مادون قرمز فوریه (FTIR) و آنالیز خاصیت مغناطیسی (VSM) بررسی شد. همچنین، اثر متغیرهای pH (3-11)، دوز فوتوکاتالیست (g0/04-0/006)، زمان تماس (min0-150) و دما (°, C 25-55) بر کارایی حذف آموکسی سیلین بررسی شد. یافته ها: نتایج نشان داد که بیشینه کارایی حذف آموکسی سیلین در pH برابر با 10، دوز فوتوکاتالیست برابر با g 0/02، زمان تماس برابر با min 90 و دمای واکنش برابر با °, C 25 حاصل شد. نتیجه گیری: نانوکامپوزیت گرافن اکساید مغناطیسی عامل دار شده با دی اکسید سریم می تواند به عنوان یک فوتوکاتالیست موثر و در دسترس برای حذف آموکسی سیلین از پساب های صنعتی تحت نور UV مورد استفاده قرار گیرد.

بسته بندی مواد غذایی موجب ذخیره سازی طولانی مدت و حفاظت از انواع مواد غذایی در برابر عوامل فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی می شود. در برخی از مواد غذایی، یکی از اهداف بسته بندی، دور نگهداشتن محتویات آن از اکسیژن و آلودگی های بیرونی است. امروزه بخش مهمی از مواد مورد استفاده برای بسته بندی مواد غذایی از مشتقات نفتی می باشد. که این امر موجب مشکلات محیط زیستی زیادی شده است. یکی از راه کارهایی که برای این موضوع پیشنهاد شده است، استفاده از مواد با فعالیت فوتوکاتالیستی همراه با پلیمرهای سنتزی (نفتی) می باشد. از جمله مواد معدنی که دارای این خاصیت می باشند، می توان به دی اکساید تیتانیوم و اکسید روی اشاره کرد. این مواد حساس به نور، با دریافت نور از حالت پایه خارج و برانگیخته می شوند. به این ترتیب یک حفره (h*) در لایه ظرفیت و یک الکترون (e-) در لایه هدایت این ترکیبات نیمه هادی تولید می شوند. این جفت الکترون-حفره منجر به تولید رادیکال های فعال می شوند. رادیکال های فعال تشکیل شده، مسئول حمله به زنجیره های پلیمری پلاستیک هستند. به این ترتیب، دی اکسید کربن و گروه های کربونیل آزاد می شوند، تغییراتی در وزن، خصوصیات مکانیکی و مورفولوژی پلاستیک به وجود می آید. این تغییرات نشان دهنده تخریب پلیمرهای سنتزی در محیط زیست می باشند.

فریت کبالت با ساختار اسپینلی از مواد مغناطیسی مهم بشمار می رود. این مواد دارای خواص الکتریکی و مغناطیسی جالب با پایداری حرارتی و شیمیایی بالا می باشند. در این پژوهش ترکیب فریتیMgxFe2O4 CO1-X با مقادیر متفاوت از x برابر با مقادیر 0/0، 2/0، 4/0، 6/0 و 8/0 با روش سل-ژل احتراقی تهیه شد. ساختار بلوری نمونه های تهیه شده با استفاده از دستگاه پراش پرتو X (XRD) مورد مطالعه قرارگرفت. ریخت شناسی ذرات با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM) مورد بررسی قرار گرفت. ویژگی مغناطیسی نمونه ها توسط دستگاه مغناطیس سنج نمونه مرتعش(VSM) مورد بررسی قرار گرفت. همچنین فعالیت فوتوکاتالیستی نانو ساختار های تهیه شده در تخریب آلودگی آلی با استفاده از طیف سنج فرابنفش-مرئی مورد بررسی قرار گرفت. الگوی پراش پودرهای بدست آمده نشان داد که پودرهای تولید شده دارای ساختار بلوری اسپینلی هستند و هیچ گونه ناخالصی در آن دیده نمی شود. بررسی ویژگی های مغناطیسی نمونه ها نشان داد که با افزایش مقدار منیزیم ماهیت نمونه از فرومغناطیس سخت به نرم تغییر می یابد. نتایج فوتوکاتالیستی نشان داد که این دسته از مواد قادر به تخریب رنگ های آلی در حضور نور مرئی می-باشند.