بررسي تاثير فرآيند اكسيداسيون پيشرفته UV+ZnO در تجزيه رنگ گوگرد B از محيط هاي آبي

Survey the Effect of Photocatalytic Process of UV+ZnO on the Degradation of Sulfur B Dye from Aqueous Solutions

زمينه و هدف: رنگ گوگردي B يكي از رنگ‫ هاي صنعتي مورد استفاده در صنايع نساجي مي‫ باشد كه به مقدار زياد در طي فرآيندهاي صنايع نساجي وارد فاضلاب اين صنايع مي‫ شود. در اين تحقيق به مطالعه تجزيه فتوكاتاليستي رنگ گوگردي B با استفاده از نانوذره اكسيد روي (ZnO) به عنوان كاتاليست در محيط آبي تحت تابش اشعه UV پرداخته شده است. روش كار: در اين مطالعه آزمايشگاهي كه از يك راكتور به حجم 8 /2 ليتر استفاده شد، اثر فاكتورهاي بهره برداري از قبيل مقدار فتوكاتاليست (1 /0 تا 4000mg/l)، غلظت رنگ (1 تا 400mg/l) و pH اوليه (11-3) در شدت تابش ثابت UV بر راندمان حذف رنگ مورد بررسي قرار گرفتند. غلظت رنگ توسط دستگاه اسپكتروفتومتر در طول موج 550nm قرائت شد. يافته ها: نتايج اين مطالعه نشان داد كه افزايش pH باعث افزايش راندمان حذف رنگ از 28 درصد در 3=pH تا 90 درصد در 11=pH مي شود. افزايش غلظت اوليه رنگ تا 400mg/l باعث كاهش راندمان حذف رنگ از 94 به 57 درصد مي‫شود. افزايش دوز كاتاليست تا نسبت كاتاليست به رنگ برابر با 3mg/l در غلظت‫هاي پايين رنگ، باعث افزايش حذف رنگ تا 94 درصد شد و بعد از اين نسبت، تاثير در حذف ناچيز بود. نتيجه گيري: وجود همزمان كاتاليست و تابش نور UV براي تجزيه بيشتر رنگ ضروري مي ‫باشد. افزايش مقدار pH مي‫تواند باعث توليد بيشتر راديكال هيدروكسيل شود كه مي‫ تواند باعث افزايش حذف رنگ شود. افزايش غلظت اوليه رنگ باعث عدم نفوذ مناسب نور به داخل محلول شده و در نتيجه حذف رنگ كاهش مي‫يابد. افزايش مقدار نانوذره باعث افزايش وجود سايت‫ هاي فعال در جهت توليد بيشتر راديكال هيدروكسيل مي‫ شود.

Background & objectives: Sulfur B dye is one of the used dyes in the textile industry which is disposed into the wastewater in the large amount during textile industry activities. In this research, the photocatalytic degradation of sulfur B dye was investigated using ZnO as a photocatalyst under UV irradiation in aqueous solutions. Methods: In this experimental study, a 2.8 L reactor is used. The effect of operational factors including photocatalyst (0.1-4000 mg/l), dye concentration (1-400 mg/l) and the initial pH (3-11) were investigated in the steady UV intensity on dye removal. Dye concentration was measured by spectrophotometer at 550 nm wavelength. Results: The result of this study reveales that by increasing the pH from 3 to 11, the efficiency of dye removal increases from 28 to 90%, respectively. Increment of the initial dye concentration from 1 to 400 mg/l reduces the dye removal from 94 to 57%, respectively. By increasing catalyst to initial dye up to 3 mg/l, the dye removal increases to 94% without any further dye removal efficiency by adding the ratio. Conclusion: The results showed that concurrent existence of catalyst and UV is necessary for further dye removal. Increasing pH value can produce higher hydroxyl radical, which can increase dye removal. Increasing initial dye concentration prevents efficient light penetration through the solution and thus dye removal is reduced. Increasing the amount of nanoparticle dosage increases the presence of active sites to produce more hydroxyl radicals.