حذف استايرن از جريان هوا به روش فوتوكاتاليستي با استفاده از نانوذرات اكسيد روي تثبيت شده بر روي دياتوميت

Removal of Styrene from Airflow by Photocatalytic Method Using Zinc Oxide Nanoparticles Stabilized on Diatomite

زمينه و هدف: مونومر استايرن يكي از تركيبات آلي فرار است كه در صنايع لاستيك، پلاستيك و رزين كاربرد­هاي زيادي دارد. اثرات بهداشتي زيادي از مواجه مداوم با بخارات استايرن توسط سازمان­هاي مختلف ايمني و بهداشت گزارش شده اسـت. مطالعه حاضر با هدف تعيين راندمان حذف فوتوكاتاليستي استايرن، با استفاده از نانوذرات اكسيد روي تثبيت شده بر روي دياتوميت انجام گرديد. مواد و روش ­ها: در اين مطالعه كه در مقياس آزمايشگاهي انجام ‌گرفت، ابتدا نانوذرات اكسيد روي با اندازه 20 تا 40 نانومتر و غلظت 5 درصد بر روي دياتوميت طبيعي تثبيت شد و سپس جهت حذف فوتوكاتاليستي استايرن، تحت تابش نور UV قرار گرفت. يافته ­ها: در اين تحقيق غلظت ­هاي ppm 20، ppm 100 و ppm 300 بخارات استايرن از راكتور حاوي بستر دياتوميت آغشته شده با نانو ذرات ZnO (MDi/ZnO 5% ) عبور داده شد. نتايج نشان داد كه بستر MDi/ZnO 5% قادر به حذف بخارات استايرن در غلظت ppm 20 و دبي lit/min1 تا ميزان 35 درصد مي‌باشد. نتيجه ­گيري: با توجه به راندمان حذف 35 درصدي بخارات استايرن توسط بستر MDi/ZnO 5% و خصوصياتي مانند ارزان و در دسترس بودن دياتوميت و اكسيد روي، مي توان از اين بستر در حذف تركيبات آلي فرار استفاده كرد. اما در مقايسه با مطالعات مشابه با ساير بسترها مانند زئوليت­ هاي طبيعي و مصنوعي و كربن فعال نمي تواند نتايج مطلوبي را در يك فعاليت فوتوكاتاليستي براي كاربرد آن در صنعت بدست آورد. با اين وجود، به دليل فراواني آن در جهان و ايران و هزينه پايين تهيه و همچنين به دليل ويژگي هاي منحصر به فرد ، توصيه مي شود مطالعات بيشتري در مورد اصلاح و كاربرد آن در فرآيندهاي فوتوكاتاليستي انجام شود.

Background and Aim: Styrene monomer is a volatile organic compound that is used extensively in the manufacture of plastics, rubber, and resins. Many health effects caused by continuous exposure to styrene have been reported by different organizations of health and safety. This study was carried out to determine the efficiency of photocatalytic removal of styrene by using zinc oxide nanoparticles immobilized on diatomite. Materials and Methods: This study was done on a laboratory scale, in which zinc oxide nanoparticles with the size of 20 to 40 nm and 5% concentration were stabilized on the natural diatomite and then irradiated with UV light as a photocatalytic agent in order to degrade styrene vapors. Results: In this study, the concentrations of 20, 100, and 300 ppm styrene were passed through a reactor containing diatomite substrate covered with nano-ZnO (MDi/ZnO 5%). The results showed that thr bed of MDi/ZnO 5% could remove 35 percent of styrene vapors at concentrations of 20 ppm and a flow rate of 1 lit /min. Conclusion: Due to the removal efficiency of 35% styrene vapors by MDi/ZnO 5% substrate and properties such as low cost and availability of diatomite and zinc oxide, it can be used from the bed to remove volatile organic compounds, but in comparison to similar studies with other beds such as natural and synthetic zeolites and activated carbon, it could not achieve the desired results in a photocatalytic activity for its application in industry. However, because of its abundance in the world and Iran, low cost of preparation, and also its unique characteristics, further studies are recommended about its modification and application in photocatalytic processes.