حذف فتوكاتاليستي ارتوكلروفنل از محلول‌هاي آبي با استفاده از مخلوط خاكستر فرار اصلاح شده - دي اكسيد تيتانيم

The Photocatalytic Removal of Ortho Chlorophenol from Aqueous Solution Using Modified Fly Ash - Titanium Dioxide

فرایند فتوكاتالیستی به‌عنوان یكی از روش‌های مناسب در حذف تركیبات فنلی استفاده می‌شود. در این مطالعه از مخلوط خاكستر فرار اصلاح شده دی اكسید تیتانیم برای افزایش راندمان حذف فتوكاتالیستی ارتوكلروفنل استفاده شد. این پژوهش تجربی در شش ماهه اول 1392 در مركز تحقیقات مهندسی بهداشت محیط دانشگاه علوم پزشكی كرمان انجام گرفت. خاكستر فرار تهیه شده از نیروگاه برق حرارتی زرند كرمان ابتدا با اسید سولفوریك شسته و سپس با پرمنگنات پتاسیم اكسید شد. از مخلوط خاكستر فرار اصلاح شده و TiO2 برای حذف ارتوكلروفنل در حضور نور UV استفاده شد. عوامل موثر بر فرایند حذف بهینه شد.  نتایج نشان داد راندمان حذف ارتوكلروفنل در مخلوط خاكستر فرار اصلاح شده به TiO2 بالاتر از خاكستر فرار اصلاح شده به‌تنهایی و TiO2/UV به‌تنهایی بود. راندمان حذف در شرایط بهینه pH برابر 2 و دمای اتاق (2±29 درجه سلسیوس) و مقدار 6 گرم سوبسترای مخلوط با نسبت 3 به 1 خاكستر فرار اصلاح شده به TiO2 تا 9/98درصد ارتقا یافت. راندمان حذف ارتوكلروفنل در فاضلاب واقعی كارخانه زغال‌شویی زرند 4/88 درصد به‌دست آمد. با توجه به نتایج مثبت به‌دست آمده از استفاده توام خاكستر فرار اصلاح شده و TiO2 در بالا بردن راندمان حذف نمونه واقعی، می‌توان استفاده از این روش را توصیه نمود.

The photocatalytic process is a useful method for the effective removal of phenolic compounds. Conducted in the spring‒summer 2013 at the Engineering Research Center for Environmental Health, Kerman University of Medical Sciences, this experimental study used a modified fly ash‒TiO2 mixture to enhance the photocatalytic removal efficiency of ortho-chlorophenol. Fly ash obatined from the Thermal Power Plant in Zarand, Kerman, was initially washed with sulfuric acid before being oxidized with potassium permanganate. The mixture of modified fly ash and TiO2 was then used for the removal of ortho-chlorophenol in the presence of UV light and the factors involved in the removal process were optimized. It was found that the ortho-chlorophenol removal efficiency recorded by the mixture of modified fly ash and TiO2 was higher than that by each of the modified fly ash or TiO2/UV alone. It was, further, observed that removal efficiency with a modified fly ash to TiO2 ratio of 3:1 rose to 98.8% under optimum conditions (i.e., pH: 2; contact time: 2 h; room temperature (29±2˚C), and a catalyst dose of 0.6 g). The ortho-chlorophenol removal efficiency in real wastewater from the Coal Wash Plant in Zarand was recorded at 88.4%. Based on the results obtained from simultaneous use of modified fly ash and TiO2, the proposed method may be recommended for industrial applications.