تخريب فتوكاتاليستي رنگ راكتيو قرمز 198 توسط نانوكامپوزيت دي اكسيد تيتانيم - كربن فعال

Photocatalytic degradation of reactive red 198 by TiO2-activated carbon nanocomposite

رنگ هاي راكتيو به طور گسترده اي در صنايع نساجي مورد استفاده قرار مي گيرند. حذف اين رنگ ها به دليل حلاليت بالا در آب توسط روش هاي متداول تصفيه پساب ها بسيار مشكل و اغلب مواقع غيرممكن است. از اين رو توجه زيادي بروي تكنيك هاي نوين كه منجر به تخريب كامل اين آلاينده ها مي شوند، متمركز شده است. يكي از اين روش ها اكسيداسيون پيشرفته بر اساس فرايند فتوكاتاليستي است كه سبب تخريب كامل اين آلاينده ها مي شود. در اين تحقيق، نانو كامپوزيت دي اكسيد تيتانيم-كربن فعال با درصدهاي وزني مختلف (0، 1، 5 ،10 و 15) به روش سل-ژل تهيه شد. خواص ساختاري و مورفولوژي نانوكامپوزيت توسط تكنيك هاي پراش اشعه ايكس و ميكروسكوب الكتروني روبشي گسيل ميداني ارزيابي شد. خواص فتوكاتاليستي نانوكامپوزيت تحت تابش نور ماوراي بنفش به وسيله ميزان تخريب رنگ راكتيو قرمز 198 به عنوان يكي از مواد موجود در پساب هاي صنايع نساجي و رنگرزي و يكي از عوامل آلودكننده آب هاي سطحي و زيرزميني بررسي شد. نتايج نشان داد نانوذرات دي اكسيد تيتانيم داراي ساختار كريستالي آناتاز بوده و اندازه متوسط نانوذرات حدود 35 نانومتر است. نتايج تست فتوكاتاليستي نشان داد با افزايش ميزان كربن فعال در نانوكامپوزيت، ابتدا فعاليت فتوكاتاليستي نانوذرات دي اكسيد تيتانيم افزايش و سپس كاهش يافت. بالاترين فعاليت فتوكاتاليستي براي نانوكامپوزيت دي اكسيد تيتانيم-5 درصد وزني كربن فعال به دست آمد. ميزان تخريب رنگ راكتيو قرمز 198 در حضور نانوكامپوزيت دي اكسيد تيتانيم-5 درصد وزني كربن فعال و نانوذرات دي اكسيد تيتانيم بعد از 210 دقيقه تابش به ترتيب حدود42 و 35 درصد اندازه گيري شد.

Reactive dyes are used extensively in the textile industry. These dyes are highly water soluble and as a result، their removal from the textile effluent by conventional methods is very difficult. Therefore، many attentions have to be focused on techniques that can lead to the complete destruction of these pollutants. This had led to the study of other methods such as an advanced oxidation process based on photocatalysis. In this research، TiO2–activated carbon nano-composites with different concentrations of the activated carbon (0، 5، 10، 15 weight %) were prepared by a sol–gel method. The structure and morphology of the nanocomposites were evaluated by X-ray diffraction (XRD) and field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) techniques. The photocatalytic activity of the nano-composites were evaluated through degradation of reactive red 198 under ultraviolet light irradiations. The results indicated that the TiO2 nano-composite contained only anatase phase and average particle size was 35 nm. The photocatalytic results indicated that the photo-degradation of the reactive red 198 is increased by increasing the activated carbon content to 10 wt% and then decreased. TiO2-5 wt% activated carbon showed the best photocatalytic properties. The photocatalytic results indicated that the reactive red 198 degraded around 42% and 35% during a 210 min irradiation period in the presence of TiO2-5 wt% activated carbon nano-composite and TiO2، respectively.