بهينه‌سازي تخريب نوري رنگ‌زاي اسيد بلو 113 بر روي نانو كاتاليزور آنا تاز TiO2 با استفاده از روش سطح پاسخ

Optimization of Photodegradation of Acid Blue 113 Dye on Anatase TiO2 Nanocatalyst Using Response Surface Methodology

زمينه و هدف: در دهه هاي گذشته، با توسعه روش هاي تصفيه مناسب براي از بين بردن آلاينده هاي مختلف، تلاش‌هاي بسياري به‌منظور بهبود تصفيه پساب‌ها صورت گرفته است . بيشترين مطالعات در اين زمينه بر روي فوتوكاتاليزورهاي ناهمگن متمركزشده است كه اغلب از اكسيدهاي نيمه‌هادي، مانند دي‌اكسيد تيتانيوم (TiO2) استفاده مي كنند. اين روش مفيد بر اساس تجزيه آلاينده طي يك واكنش شيميايي‌بر روي سطح يك فوتوكاتاليزور است كه با نوري با طول‌موج معين فعال‌شده است. كارآمدي در از بين بردن آلاينده هاي آلي پايدار مانند رنگ هاي آزو، پايداري نوري و بي‌اثري نسبت به محيط شيميايي، از TiO2 يك ماده مهم فوتوكاتاليزور ساخته است. در اين مطالعه، تخريب نوري رنگ نساجي صنعتي اسيد بلو 113 (AB113)، با استفاده از نانو ذرات آنا تاز TiO2 و تابش اشعه ماورا بنفش (UV-A)، در يك محيط ناهمگن آبي انجام‌شده است. مواد و روش ها: فرايند فوتوكاتاليزوري به‌وسيله طيف‌سنجي UV–visible و مقادير مختلف كاتاليزور (mg 0/60- 0/10)، شرايط pH (8-3) و زمان تماس (30-2 دقيقه) براي غلظت mg/L 25 از رنگ موردنظر دنبال شد. روش سطح پاسخ بر اساس طراحي سه متغير سه سطح Box-Behnken براي مطالعه و بهينه‌سازي فرايند فوتوكاتاليزوري استفاده شد. اثرات متقابل سه پارامتر عملياتي ازجمله زمان تابش، pH و مقدار كاتاليزور در تخريب رنگ موردبررسي قرار گرفت. يافته ها: بهره وري حذف رنگ به‌دقت به‌وسيله يك معادله درجه دوم با R2 برابر 9649/0 مدل‌سازي شد. شرايط بهينه براي حذف رنگ در زمان 78/29 دقيقه، pH برابر 56/6 و مقدار كاتاليزگر 00/42 ميلي گرم در 100 ميلي‌ليتر از محلول به دست آمد. در اين شرايط، 3/95? از رنگ حذف شد. نتيجه‌گيري: نتايج نشان داد كه نانو ذرات آنا تاز TiO2 فعاليت كاتاليزوري خوبي را در تخريب رنگ AB113 تحت تابش UV نشان مي دهند. بنابراين، تخريب نوري رنگ با استفاده از نانو ذرات آنا تاز TiO2 در شرايط بهينه، مي تواند به‌طور موثري براي تصفيه پساب هاي صنعتي رنگي استفاده شود.