حذف رنگ راكتيو آبي 19 از محيط هاي آبي با استفاده از فرآيند سونوشيمي در حضور نانو ذرات ‌دي‌اكسيد تيتانيوم

Removal of Reactive Blue 19 Dye from Aqueous Solutions Using Sonochemistry Process in Presence of TiO2 Nanoparticles

سابقه و هدف: رنگ‌ها موادآلي سمي با ساختار پيچيده‌اي هستند، كه در مراحل توليد منسوجات نظير رنگرزي، تكميل و چاپ استفاده مي‌شوند و مشكلات زيست محيطي بسياري ايجاد مي‌كنند. رنگ راكتيو آبي 19 در حال حاضر در صنعت نساجي ايران كاربرد گسترده‌اي دارد. اين مطالعه با هدف بررسي امكان سنجي استفاده از فرآيند سونوشيمي و TiO2 به‌عنوان كاتاليست در حذف رنگ راكتيو آبي 19 از محلول‌هاي آبي انجام شد. مواد و روش‌ها: اين‌ مطالعه در مقياس آزمايشگاهي مي‌باشد. در اين مطالعه اثر متغيرهايي هم‌چون مقدار نانوذرات TiO2 ، pH، غلظت اوليه رنگ و مدت زمان آزمايش بر رنگ‌بري رنگ مذكور بررسي شد. غلظت ماده رنگ‌زاي RB19 باقي‌مانده نيز با استفاده از دستگاه اسپكتروفتومتر جذب نوري Carry 100 در طول موج 592 نانومتر تعيين شد. از روش آماري سطح پاسخ بر مبناي طراحي مركب مركزي (CCD) جهت ارزيابي اثر متغيرهاي مستقل بر راندمان حذف و پيشگويي بهترين پاسخ استفاده شد. اين مدل با آناليز آماري ANOVA تاثير چشمگير متغيرها را تاييد مي‌نمايد. يافته‌ها: تصاوير سه بعدي نشان مي‌دهد كه بيشترين راندمان رنگ‌بري در شرايط خنثي از نظر pH به دست آمده و با افزايش غلظت رنگ، راندمان رنگ‌بري كاهش مي‌يابد. در طي مدت 62 دقيقه رنگ‌بري به حداكثر مقدار رسيده و افزايش بيشتر مدت زمان تاثيرچنداني بر رنگ‌بري ندارد. تحت شرايط بهينه (غلظت رنگ g/L 08/0، زمان تماس 62/5 دقيقه، 6=pH و مقدار TiO2 g/L 1/63) درصد رنگبري فرآيند مذكور 94/7 درصد بود. استنتاج: روش پيشنهادي به‌دليل عدم استفاده مواد شيميايي اكسنده (نظير H2O2 يا HOCl) كه معمولا باقي‌مانده‌ آن‌ها از عوامل مخرب محيط زيست به شمار مي‌آيند، مي‌تواند بعنوان يك روش سبز براي رنگ بري آلاينده‌هاي رنگي مورد توجه قرار گيرد.

Background and purpose: Colors are toxic organic materials with complex structures used in textile production stages such as dyeing, finishing and printing that cause environmental problems. One of the most widely used colorant in textile is reactive blue 19 dye. This study aimed to examine the feasibility of TiO2 as catalysts and sonochemistry process for discoloration of reactive blue 19 from aqueous solutions. Materials and methods: The study was conducted in laboratory scale. The effect of different parameters affecting the decolorization of reactive blue 19, including the amount of TiO2 nanoparticles, pH, initial dye concentration and the time was investigated. The remaining concentration of RB19 was analyzed by UV-Vis carry 100 spectrophotometer at a wavelength of 592 nm. The response surface methodology was used based on central composite design (CCD) to evaluate the effect of independent variables on the removal efficiency and to predict the best answer. This model with ANOVA analysis confirmed the significant effect of variables. Results: The experiments and 3D plots showed that higher decolorization was obtained in neutral pH and decolorization efficiency was decreased with increment of initial dye concentration. The highest decolorization was achieved at 62 min and additional time was not effective on decolorization. In current study, 94.7 % discoloration was achieved in optimum conditions, namely 0.08 g/L RB19, pH=6.0, and 1.63 g/L TiO2 at 62.5 min. Conclusion: The proposed method could be considered as green method for discoloration of colorful pollutant because it does not use oxidant chemicals such as hydrogen peroxide or hypochlorite, which their residues are harmful to the environment.