دوره 14، شماره 56 - ( 7-1403 )
جلد 14 شماره 56 صفحات 126-107 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Ahmadiani moghadam M, Yazdiyan F, Rashedi H. Evaluation of Biodenitrification Performance Using Nanophotocatalyst based Zinc and Titanium oxide in Bioreactor. NCMBJ 2024; 14 (56) :107-126
URL: http://ncmbjpiau.ir/article-1-1707-fa.html
URL: http://ncmbjpiau.ir/article-1-1707-fa.html
احمدیانی مقدم محمدرضا، یزدیان فاطمه، راشدی حمید. ارزیابی عملکرد نیتراتزداییِ زیستی با استفاده از نانوفتوکاتالیست پایۀ روی و تیتانیوم اکسید (ΙΙ) در بیورِاکتور. مجله تازه هاي بيوتكنولوژي سلولي و مولكولي. 1403; 14 (56) :107-126
گروه مهندسی علوم زیستی، دانشکده علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران، تهران، ایران ، yazdian@ut.ac.ir
چکیده: (472 مشاهده)
سابقه و هدف: غلظت نیترات در آب‌های سطحیِ طبیعی توسط رَواناب کشاورزی همچنان یک مشکل چالش‌برانگیز در شیمیِ محیطی است. یکی از استراتژی‌های امیدوارکنندۀ نیتراتزدایی، استفاده از فوتوکاتالیست‌هایی است که حالت‌های برانگیختۀ نورمحور آن‌ها کاهش نیترات به گاز نیتروژن میسر می‌کنند. هدف از این پژوهش بهینهسازی نانوفتوکاتالیست پایۀ روی و تیتانیوم اکسید (ΙΙ) توسط روش سطح پاسخ (RSM) بهمنظور بررسی نقش آن در نیتراتزداییِ زیستی میباشد.
مواد و روش ها: مشخصات ساختاری و مورفولوژیکی نانوفتوکاتالیست تهیه‌شده توسط طیفسنجی تبدیل فوریۀ مادون‌قرمز (FTIR)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و طیفسنجی پراش اشعۀ ایکس (XRD) مشخص شد. اثر فوتوکاتالیستی کاتالیزور تهیه‌شده با استفاده از محلول نیترات و جاذب اسید با غلظتهای مختلف موردبررسی قرار گرفت. دو پارامتر عملیاتی مهم شامل دما (C⸰) و غلظت نانوفتوکاتالیست کربن کوانتوم دات / اکسید روی / دی اکسید تیتانیوم(CQDs/ZnO/TiO2) که بر نیتراتزداییِ زیستیِ میکروارگانیسم تیوباسیلوسدنیتریفیکانس در حضور نانوفتوکاتالیست تأثیر میگذارند، توسط روش سطح پاسخ (RSM) بهینه شدند. طیف FTIR تشکیل پیوندهای CQDs/ZnO/TiO2 را تأیید نمود.
یافته ها: میانگین قطر نانوفتوکاتالیست CQDs/ZnO/TiO2 در محدودۀ 32/38-31/29 نانومتر بود. نیتراتزدایی در حضور CQDs/ZnO/TiO2 با افزایش دما C)˚5/38) و غلظت نانوفتوکاتالیست ( g/L5/0) برابر 5/62% حاصل شد. پس از تعیین شرایط بهینه، نیتراتزداییِ زیستی در حضور نانوفتوکاتالیست در غلظتهای مختلف نیترات در بیورِاکتور بستر متحرک موردبررسی قرار گرفت. بر اساس نتایج، در شرایط ناپیوسته، کارایی نیتراتزدایی زیستی تیوباسیلوس دنیتریفیکانس در حضور نانوفتوکاتالیست CQDs/ZnO/TiO2 برابر 1/82% بود، درحالی‌که در بیورِاکتور، کارایی نیتراتزداییِ زیستی میکروارگانیسم در حضور CQDs/ZnO/TiO2 به 95% افزایش یافت. به عبارت دیگر، نیتراتزداییِ زیستیِ میکروارگانیسم در بیورِاکتور بستر متحرک در حضور CQDs/ZnO/TiO2 بیشتر بود.
نتیجه گیری: طبق نتایج این مطالعه، نانوفتوکاتالیست CQDs/ZnO/TiO2در بیورِاکتور نسبت به سیستم ناپیوسته کارایی بالاتری در حذف نیترات نشان داد. براساس یافته‌‌‌‌ها، با افزودن نانوذرات فلزی+Ti4 و+ Zn2، نیتراتزداییِ زیستیِ تقویتشده و برای توسعۀ فرآیندهای حذف آلاینده مقرون‌به‌صرفه و مفید خواهد بود.
مواد و روش ها: مشخصات ساختاری و مورفولوژیکی نانوفتوکاتالیست تهیه‌شده توسط طیفسنجی تبدیل فوریۀ مادون‌قرمز (FTIR)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و طیفسنجی پراش اشعۀ ایکس (XRD) مشخص شد. اثر فوتوکاتالیستی کاتالیزور تهیه‌شده با استفاده از محلول نیترات و جاذب اسید با غلظتهای مختلف موردبررسی قرار گرفت. دو پارامتر عملیاتی مهم شامل دما (C⸰) و غلظت نانوفتوکاتالیست کربن کوانتوم دات / اکسید روی / دی اکسید تیتانیوم(CQDs/ZnO/TiO2) که بر نیتراتزداییِ زیستیِ میکروارگانیسم تیوباسیلوسدنیتریفیکانس در حضور نانوفتوکاتالیست تأثیر میگذارند، توسط روش سطح پاسخ (RSM) بهینه شدند. طیف FTIR تشکیل پیوندهای CQDs/ZnO/TiO2 را تأیید نمود.
یافته ها: میانگین قطر نانوفتوکاتالیست CQDs/ZnO/TiO2 در محدودۀ 32/38-31/29 نانومتر بود. نیتراتزدایی در حضور CQDs/ZnO/TiO2 با افزایش دما C)˚5/38) و غلظت نانوفتوکاتالیست ( g/L5/0) برابر 5/62% حاصل شد. پس از تعیین شرایط بهینه، نیتراتزداییِ زیستی در حضور نانوفتوکاتالیست در غلظتهای مختلف نیترات در بیورِاکتور بستر متحرک موردبررسی قرار گرفت. بر اساس نتایج، در شرایط ناپیوسته، کارایی نیتراتزدایی زیستی تیوباسیلوس دنیتریفیکانس در حضور نانوفتوکاتالیست CQDs/ZnO/TiO2 برابر 1/82% بود، درحالی‌که در بیورِاکتور، کارایی نیتراتزداییِ زیستی میکروارگانیسم در حضور CQDs/ZnO/TiO2 به 95% افزایش یافت. به عبارت دیگر، نیتراتزداییِ زیستیِ میکروارگانیسم در بیورِاکتور بستر متحرک در حضور CQDs/ZnO/TiO2 بیشتر بود.
نتیجه گیری: طبق نتایج این مطالعه، نانوفتوکاتالیست CQDs/ZnO/TiO2در بیورِاکتور نسبت به سیستم ناپیوسته کارایی بالاتری در حذف نیترات نشان داد. براساس یافته‌‌‌‌ها، با افزودن نانوذرات فلزی+Ti4 و+ Zn2، نیتراتزداییِ زیستیِ تقویتشده و برای توسعۀ فرآیندهای حذف آلاینده مقرون‌به‌صرفه و مفید خواهد بود.
واژه‌های کلیدی: نانوفتوکاتالیست CQDs/ZnO/TiO2، نیتراتزداییِ زیستی، تیوباسیلوس دنیتریفیکانس، بیورِاکتور.
نوع مطالعه: مقاله پژوهشی |
موضوع مقاله:
سلولی و مولکولی
دریافت: 1403/9/26 | پذیرش: 1403/7/1 | انتشار: 1403/7/1
دریافت: 1403/9/26 | پذیرش: 1403/7/1 | انتشار: 1403/7/1
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
