بررسي اثر غلظت تيتانيوم دي اكسيد و هيدروژن پراكسيد بر روي بازده حذف فتوكاتاليستي 2- نيتروفنول

Investigating the Effect of Titanium Dioxide and Hydrogen Peroxide on the Photocatalytic Degradation of 2-Nitrophenol

در اين پژوهش، اثر متقابل فتوكاتاليست و هيدروژن پراكسيد در تابش طبيعي خورشيد، در تجزيه آلاينده ي صنعتي 2-نيتروفنول بررسي شد. براي اين منظور، از نانو فتوكاتاليستTiO2 (P25) استفاده شد و اثر پارامترهاي گوناگوني شامل غلظت نانو فتوكاتاليست، غلظت هيدروژن پراكسيد و استفاده ي همزمان از فتوكاتاليست و هيدروژن پراكسيد بر روي درصد حذف مورد تجزيه و تحليل قرار گرفت. نتيجه ها نشان داد، نقطه ي بهينه ي غلظت نانو فتوكاتاليست و هيدرون پراكسيد، زماني كه هر يك به تنهايي براي حذف 2-نيتروفنول مورد استفاده قرار گيرند، به ترتيب 1000 ميلي گرم بر ليتر و 200 ميلي مولار است. همچنين مشخص شد، در واكنش هاي حذف خورشيدي آلاينده 2-نيتروفنول نرخ حذف توسط هيدروژن پراكسيد به تنهايي مي تواند بيش تر از اين نرخ توسط P25 باشد. از سوي ديگر، استفاده ي همزمان از اين دو ماده در بهبود بازده ي حذف آلاينده موثر بوده و موجب كاهش غلظت بهينه ي (موردنياز از) آن ها مي شود. با اين حال، غلظت هاي بالاي هيدروژن پراكسيد، به دليل وجود اثر مخرب مقدار اضافي آن، باعث كاهش بازده مي شود. در حالت بهينه نهايي، غلظت P25 و هيدروژن پراكسيد، به ترتيب 750 ميلي گرم بر ليتر و 150 ميلي مولار به دست آمد و در اين نقطه، درصد حذف 2-نيتروفنول، پس از تنها يك ساعت تابش نور خورشيد، به 95 درصد رسيد.

In this research, the interaction effect of the photocatalyst and hydrogen peroxide under natural solar irradiation on the degradation of 2-Nitrophenol (2-NP) was investigated. For this purpose, TiO2 nano photocatalyst (P25) was utilized, and the effect of the photocatalyst loading, H2O2 concentration, and the simultaneous use of the photocatalyst and H2O2 was studied. The results show that optimum concentrations of the photocatalyst and H2O2 were 1000 mg/L and 200 mM, respectively, when each of them was used alone for the decontamination of 2-NP. Additionally, it was found that the sole effect of H2O2 (without catalyst) on the solar 2-NP degradation was more than P25 (without H2O2). The simultaneous use of these two materials was effective in the enhancement of the degradation efficiency, and it caused the reduction of their (required) optimum concentrations. However high concentrations of H2O2 resulted in lower efficiency, as detrimental effects of using excess hydrogen peroxide got prevailed. At the global optimum condition, the concentration of P25 and H2O2 were found to be 750 mg/L and 150 mM, respectively, and the degradation efficiency of 2-NP reach 95%, after only 1h of solar irradiation.