بررسي عوامل موثر بر رنگ بري متيلن بلو با استفاده از پرتودهي فرابنفش در حضور كاتاليست تثبيت شده

Study of the Effective Parameters on Decolorizationof Methylene Blue Using UV Radiation in the Presence of Immobilized Catalyst

چكيده مقدمه: رنگ هاي سنتتيك در صنايع متعدد نظير توليد مواد آرايشي و بهداشتي، چرم، غذايي، دباغي، پلاستيك، كاغذ و صنايع نساجي استفاده مي شوند. متيلن بلو يك رنگ شيميايي آروماتيك پر كاربرد و مهم در صنايع نساجي است كه به دليل آروماتيك بودن، اغلب سمي، سرطان زا، جهش زا و مقاوم به تجزيه بيولوژيكي است. در اين مطالعه كارايي سيستم UV/ZnO با تثبيت نانوذرات بر روي شيشه به عنوان يكي از فرآيندهاي اكسيداسيون پيشرفته(AOP) براي متيلن بلو مورد بررسي قرار گرفت. مواد و روش ها: اين پژوهش در مقياس آزمايشگاهي و به طور ناپيوسته راهبري گرديد. نانوذرات به روش حرارتي روي صفحات شيشه اي تثبيت شدند. با استفاده از طيف پراكنش اشعه X(XRD)، ميكروسكوپ الكتروني روبشي(SEM) و ميكروسكوپ الكتروني عبوري(TEM) مشخـــصات فيــزيكي نانوذرات تعــيين شــدند، هم چنين اسپكتروفتومتر نور مريي-ماورا بنفش جهت تعيين ميزان رنگ بري مورد استفاده قرار گرفت و تاثير عوامل موثر در راندمان فرآيند رنگ بري از جمله اثر نور UV، غلظت رنگزا، pH و شدت هاي مختلف لامپ مطالعه شد. يافته هاي پژوهش: بر اساس يافته هاي حاصل از اين پژوهش كه عامل تابش فرابنفش در غياب كاتاليست اكسيد روي، قادر به حذف رنگ متيلن بلو نمي باشد، زيرا به تنهايي نمي تواند عامل اصلي تجزيه كننده رنگ(راديكال هيدروكسيل) را به اندازه كافي توليد نمايد. نتايج، مناسبترين رنگ بري را در pH برابر 7 و شدت تابش 3950 ميكرووات بر سانتي متر مربع در طي زمان 120 دقيقه نشان داد. محلول هاي رنگزا با غلظت اوليه كمتر مقادير رنگ بري بيشتري را نشان داد. بحث و نتيجه گيري: در اين فرآيند، رنگ بري رنگزاي متيلن بلو مي تواند با استفاده از نانوذرات اكسيد روي تثبيت شده در حضور پرتو UV-C انجام گيرد. در اين روش به دليل تثبيت كردن كاتاليست، نياز به بازيافت و جداسازي نانوذرات نمي باشد. بنا بر اين با بهينه سازي عوامل مــوثر، مي تــوان فرآيند رنگ بري متيلن بلو را در مقياس هاي بزرگ تر انجام داد.

Abstract Introduction: Synthetic dyes are used in various industries such as cosmetics and he-alth products, leather, food, leather, plastic, paper and textile industries. Methylene blue is an important chemical aromatic dye wh-ich commonly used in textile industries. Due to being aromatic, it is often toxic, car-cinogenic, mutagenic and resistant to bio-degradation. In this study, the efficiency of UV/ZnO system was assessed through the immobilization of nanoparticles on glass as one of the advanced oxidation processes (AOP) for the decolorization of methylene blue. Materials & Methods: This study was con-ducted as a batch process in a laboratory sc-ale. The nanoparticle powders were imm-obilized on glass plate with thermal meth-od. The nanoparticles were characterized by X-ray diffraction (XRD), transmission ele-ctron microscopy (TEM) and scanning elec-tron microscopy (SEM). Also, UV/vis spec-trophotometric was used to assess dye dec-olorization and the effects of important parameters such as the effect of UV, dye concentration, pH and different intensities of light on the efficiency of process were investigated. Findings: This study showed that the UV agent in the absence of zinc oxide catalyst cannot remove the methylene blue dye, because it cannot individually generate en-ough decomposing agents (hydroxyl radical). Also, the results showed that the best pH value and radiation intensity were 7 and 3950?W/cm2 in 120 minutes, resp-ectively. The dye decolorization was enh-anced with decreasing initial dye conc-entration. Discussion & Conclusion: The results sho-wed that in this process, the methylene blue dye can be decolorized using immobilized zinc oxide nanoparticles in the presence of UV-C radiation. Due to catalyst immobi-lization, the recycling and separation of nanoparticles are not necessary in this met-hod. Therefore, by optimization of desired effective parameters it may lead to the com-plete decolorization of methylene blue in a pilot scale. Keywords: methylene blue, UV radiation, advanced oxidation, catalyst immobilize-ation.