فرهاد رحمانی چیانه

در دهه‌های اخیر، صنعتی شدن و رشد سریع جمعیت باعث افزایش حضور آلاینده‌های آلی در منابع آب شده و این مسئله به یکی از معضلات بزرگ جهانی تبدیل شده است. هدف این پژوهش، بررسی تجزیه فتوکاتالیستی آلاینده‌های آلی به صورت جداگانه و به‌ویژه به صورت مخلوطی از چند آلاینده تحت تابش نور ماوراءبنفش و مرئی با استفاده از نانوکامپوزیت BiOBr/UiO-66 است. در این پژوهش، ابتدا چارچوب آلی-فلزی UiO-66 به روش هیدروترمال سنتز شد و سپس نانوکامپوزیت BiOBr/UiO-66 با ترکیب درصدهای مختلف از UiO-66 (2.5، 5، 7.5، 10 و 15 درصد وزنی) به روش رسوبی-آلتراسونیک تولید گردید. نتایج نشان داد که کامپوزیت BiOBr/UiO-66 دارای فعالیت فتوکاتالیستی بهتری نسبت به نمونه‌های خالص BiOBr و UiO-66 است. این بهبود به علت عدم همپوشانی نانوصفحات BiOBr، افزایش ظرفیت جذب آلاینده و نور و همچنین جداسازی مؤثر جفت‌های الکترون-حفره می‌باشد. نتایج آنالیزهای XRD و EDX نشان دادند که ساختار کریستالی UiO-66 به خوبی شکل گرفته و خلوص بالای محصولات سنتزی را تأیید کردند. تصاویر مورفولوژی نانوکامپوزیت‌ها نشان داد که نانوذرات کروی شکل UiO-66 به خوبی بر روی نانوصفحات BiOBr قرار گرفته‌اند و با افزایش مقدار UiO-66 در کامپوزیت‌ها، این نانوذرات بیشتر روی نانوصفحات مشاهده می‌شوند. همچنین نتایج آنالیزهای نوری نشان داد که نانوکامپوزیت سنتزی در ناحیه نور مرئی فعال می‌شود. برای تجزیه علف‌کش بنتازون، کارایی فتوکاتالیستی با افزایش مقدار نانوذرات UiO-66 تا 7.5 درصد وزنی افزایش یافت و حداکثر تخریب توسط نانوکامپوزیت BU-7.5 به دست آمد. عملکرد فتوکاتالیستی نانوکامپوزیت BU-7.5 برای آلاینده‌های رنگی متیل اورنج (MO) و دارویی دیکلوفناک (DCF) نیز بررسی شد و سپس فعالیت فتوکاتالیستی آن برای تجزیه مخلوطی از این سه آلاینده ارزیابی گردید. BU-7.5 راندمان حذف 80%، 85% و 100% را تحت تابش نور ماوراءبنفش (UV) و 68%، 71.5% و 99.8% تحت تابش نور مرئی (لامپ LED) به ترتیب برای بنتازون، دیکلوفناک و متیل اورنج نشان داد. نتایج تست‌های راکتوری نشان داد که بنتازون به عنوان یک علف‌کش پایدار و مقاوم به دلیل ساختار شیمیایی پیچیده خود، به‌سختی از پساب حذف می‌شود. ویژگی‌های شیمیایی خاص بنتازون و حضور گروه‌های کربونیل و آمین در ساختارش، باعث می‌شود که پیوندهای شیمیایی آن به‌سختی شکسته شوند. این نتایج نشان می‌دهد که نانوکامپوزیت BiOBr/UiO-66 می‌تواند به عنوان یک فتوکاتالیست مؤثر در تصفیه پساب‌ها و آب‌های آلوده استفاده شود و به بهبود کیفیت آب و حفظ محیط‌زیست کمک کند. این پژوهش با ارائه روش‌های نوین و بهبود یافته در زمینه فتوکاتالیست‌ها، راهکارهای جدیدی برای مقابله با آلودگی‌های آبی ارائه می‌دهد.