بررسي نقش اكسيد كننده Na2S2O8 بر بهبود راندمان فرايند فتوكاتاليستي نانو ذرات TiO2 تثبيت شده بر بستر بتني در حذف رنگ‌زا DB71

The effect of Na2S2O8 oxidant on improving the efficiency of photo-catalytic process of nano-TiO2 immobilized on concrete in DB71 removal

زمینه و هدف: اكثر رنگ‌زاهای مصرفی صنایع نساجی با منشأ آلی می توانند سمی و سرطان‌زا باشند. یكی از روش های مناسب جهت حذف آنها استفاده از فرایند اكسیداسیون پیشرفته است. هدف اصلی از انجام این تحقیق، بررسی تاثیر مثبت افزودن اكسیدكننده Na2S2O8 بر فرایند فتوكاتالیستی با استفاده از نانو ذرات TiO2 تثبیت شده بر بستر بتن به كمك اشعه UV جهت حذف رنگ‌زای آبی مستقیم 71 بوده است. روش بررسی: بستر بتنی بوسیله g/m2 40 نانو ذرات TiO2 به روش SSP پوشش داده شد. پس از انتخاب غلظت بهینه اكسید كننده و تعیین مقادیر بهینه پارامترهای pH، غلظت اولیه رنگ‌زا، شدت تابش UV و زمان، راندمان و نرخ حذف رنگ‌زا و میزان شكسته شدن حلقه های بنزنی و تغییرات COD در دو سیستم UV/TiO2 و  UV/TiO2/Na2S2O8 مورد بررسی قرار گرفت. یافته ها: در شرایط غلظت اولیه رنگ‌زا ppm 100، pH 9، لامپ W 90 در مدت زمان min 55 برای سیستم UV/TiO2، راندمان حذف برابر با 50/48 درصد و در شرایط غلظت اولیه رنگ‌زا ppm 200، pH طبیعی (6/9) و مقدارg/L 0/24 اكسیدكننده و حفظ دیگر شرایط در سیستم UV/TiO2/Na2S2O8 راندمان حذف برابربا 88/65 بود. نتیجه‌گیری: افزودن اكسید كننده موجب افزایش راندمان حذف رنگ‌زا‌ و كاهش زمان حذف كامل آن می شود كه حاكی از تاثیر مثبت افزودن اكسید كننده بر فرایند فتوكاتالیستی در حذف رنگ‌زا است.

Background and Objective: Most of the dyes used in the textile industries can be toxic and carcinogenic. One of the suitable technologies to remove them is advanced oxidation processes. The main purpose of this study was to investigate the positive effect of adding oxidant Na2S2O8 to the photocatalytic process using TiO2 nano-particles immobilized on concrete and UV radiation for removal of Direct Blue71 dye. Materials and Methods: Concrete was covered by 40 g/m2 of TiO2 nanoparticles using SSP method. After selecting suitable oxidant concentration and optimum pH, initial dye concentration, UV irradiation intensity, and time, the efficiency and rate of dye removal and breaking amounts of benzene rings and COD variation were investigated in two systems of UV/TiO2 and UV/TiO2/Na2S2O8. Results: In UV/TiO2 system, 50.48 percent dye removal was observed at initial dye concentration of 100 ppm, pH 9, and 90 Watt UV lamp after 55 minutes and for UV/TiO2/Na2S2O8 system, initial dye concentration of 200 ppm, pH 6.9, and 0.24 g/L oxidant under the same abovementioned conditions resulted in 88.65 percent dye removal. Conclusion: Oxidant addition increased the dye removal efficiency and decreased total time for complete decolorization indicating the positive effect of oxidant on photocatalytic process in dye removal.