سنتز و شناسايي فوتوكاتاليست Fe-Mo LDH/ZnO و بررسي عملكرد آن در رنگ‌زدايي فاضلاب نساجي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي محيط زيست

كارشناسي ارشد

استفاده انبوه از رنگ‌ها به‌منظور استفاده در صنايع مختلف مانند چرم، پلاستيك، كاغذ، لوازم آرايشي، چاپ و دارو، موجب ورود اين دسته آلاينده‌ها به محيط‌زيست و منابع آبي شده و مشكلات و بيماري‌هاي بسياري را براي گياهان، آبزيان، حيوان‌ها و انسان‌ها به وجود آورده است. فرآيندهاي تصفيه بيولوژيكي باتوجه‌به پيچيده و مقاوم‌بودن ساختار رنگ‌ها در مقايسه با ديگر روش‌هاي حذف رنگ مطلوب نيست. ازاين‌رو امروزه در ميان فناوري‌هاي حذف رنگ، فرآيندهاي جذب و اكسيداسيون پيشرفته به‌عنوان روش‌هاي سبز و دوستدار محيط‌زيست، توجه زيادي را به سمت خود جلب كرده است. هدف اصلي اين پژوهش سنتز و بررسي خواص هيدروكسيد دولايه‌اي آهن - موليبدن بر بستر زينك اكسيد، جهت حذف رنگ از فاضلاب نساجي به‌وسيله فرآيندهاي جذب، فوتوفنتون و فوتوكاتاليستي هم‌زمان تحت تابش اشعه فرابنفش است. بدين منظور ابتدا نانو ميله‌هاي زينك اكسيد به وسيله روش هيدروترمال سنتز شده و سپس هيدروكسيدهاي‌ دولايه‌اي آهن - موليبدن نيز با روش هيدروترمال روي بستر زينك اكسيد نشانده شدند. سپس ويژگي‌هاي ساختاري نانوكامپوزيت سنتز شده به‌وسيله‌ي آزمون‌هاي پراش پرتو ايكس (XRD)، طيف‌سنجي تبديل فوريه مادون‌قرمز (FT-IR)، ميكروسكوپ الكتروني روبشي (FE-SEM)، مغناطيس‌سنجي نمونه ارتعاشي (VSM)، ميكروسكوپ الكتروني عبوري (TEM)، طيف‌‌سنجي فرابنفش و مرئي انعكاسي (DRS)، طيف‌سنجي پراش انرژي پرتو ايكس (EDX)، نقشه‌عنصري (MAP) و آزمون اندازه‌گيري سطح ويژه (BET) شناسايي شدند. سپس آزمايش‌هاي مقدماتي به‌منظور تعيين دامنه متغيرهاي مؤثر pH، زمان تماس، مقدار جاذب فوتوكاتاليستي و مقدار اكسيدكننده انجام پذيرفت. در ادامه با استفاده از نرم‌افزار Design Expert 13، متغيرهاي مؤثر pH ، زمان تماس، مقدار جاذب فوتوكاتاليستي و مقدار اكسيدكننده با روش سطح پاسخ طراحي مركب مركزي (CCD) بهينه شده و نمودارهاي سطح پاسخ و هم‌نگاشت براي بررسي اثر متقابل بين پارامترها استفاده شدند. داده‌هاي به‌دست‌آمده از نتيجه‌هاي آزمايشگاهي با نتيجه‌هاي پيش‌بيني شده با نرم‌افزار مطابقت مطلوبي داشت و تمامي داده‌ها از مدل درجه ‌دو مربعي پيروي كردند. نزديكي مقدار R2 داده‌ها به R2 تعديل و پيش‌بيني شده، دلالت بر صحيح بودن مدل انتخاب شده داشته و نشانگر مناسب‌بودن طراحي مركب مركزي به‌كاررفته براي بهينه‌سازي متغيرها جهت حذف رنگ است. همچنين سينتيك واكنش جذب فوتوكاتاليستي از نوع درجه دوم به دست آمد. در نهايت، مقادير بهينه براي سنجش ميزان بازده حذف رنگ از فاضلاب نساجي مورد بررسي قرار گرفت. ميزان بازده حذف رنگ 98 درصد از فاضلاب نساجي كارخانه‌ي پتوي گلبافت، در شرايط بهينه 3/1 = pH، زمان تماس 156 دقيقه، مقدار 0/75 گرم در ليتر كامپوزيت Fe-Mo LDH/ZnO و 0/095 مولار سديم پرسولفات در حضور تابش دو لامپ فرابنفش 30 واتي به دست آمد.

222736

مهندسي محيط زيست

مهندسي عمران

دانشگاه صنعتي اصفهان