بررسی تجربی تجزیه فتوکاتالیستی رنگ آزو قرمز بازیک 46 با استفاده از روش سطح پاسخ

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه گیلان-دانشکده فنی

2 رشت،دانشگاه گیلان،دانشکده فنی، گروه مهندسی شیمی

3 گروه مهندسی شیمی دانشکده فنی دانشگاه گیلان

10.22034/ijche.2021.288245.1117

چکیده

در این پژوهش، کارآیی فرآیند فتوکاتالیستی نانوذره‌های اکسید روی در حذف رنگ آزو قرمز بازیک 46 از محیط آبی در یک سیستم ناپیوسته، در معرض تابش نور فرابنفش با توان 15 وات بررسی شد. هم‌چنین، تعداد نمونه‌ها و بررسی نتایج به کمک روش سطح پاسخ پیش‌بینی شد. در این تحقیق فاضلاب مصنوعی با پنج غلظت مختلف رنگ قرمز بازیک 46 (5، 15، 25، 35 و 45 میلی‌گرم بر دقیقه) تهیه و اثر پنج سطح مختلف pH (3، 5، 7، 9 و 11) با مقادیر غلظت متفاوت (1/0، 4/0، 7/0، 1 و 5/1 میلی‌گرم بر دقیقه) از کاتالیست اکسید روی در مدت‌زمان‌های (20، 40، 60، 80 و 100 دقیقه) طی فرآیند تجزیه فتوکاتالیستی مورد آزمایش قرارگرفته و تأثیر غلظت ماده رنگ‌زا، مقدار کاتالیست مصرفی، اثر pH و مدت‌زمان تابش در حذف رنگ قرمز بازیک 46 از محیط آبی موردبررسی گرفت.

با توجه به نتایج، با افزایش غلظت اولیه محلول رنگ، درصد تخریب فتوکاتالیستی کاهش یافت و با افزایش غلظت کاتالیست تا یک مقدار بهینه که معادل با 1 گرم بر لیتر هست، راندمان حذف رنگ قرمز بازیک 46 افزایش پیدا کرد. بعلاوه، درصد حذف رنگ‌زا با مدت‌زمان تابش پرتو رابطه مستقیم داشت. با توجه به تحلیل نتایج در نرم‌افزار طراحی آزمایش، بیش‌ترین حذف رنگ آزو قرمز بازیک 46 در 11=pH و غلظت آلاینده 45 میلی‌گرم بر دقیقه با مقدار 61/0 گرم بر لیتر از کاتالیست اکسید روی در مدت‌زمان 86 دقیقه حاصل شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Experimental study of photocatalytic degradation of Basic Red 46 Azo Dye using Response Surface Methodology

نویسندگان [English]

  • Z. Rashidi 1
  • H. Masoumi 2
  • H. Ghanad Zadeh Gilani 3
1 University Of Guilan
2 University Of Guilan
3 University of Guilan
چکیده [English]

In this research, the efficiency of the photocatalytic process of zinc oxide nanoparticles in removing Basic Red 46 azo dye from the aqueous solution has been investigated in a batch system, exposed to UV light with a power of 15 W. Also, the number of samples and data analysis were predicted using design expert software. According to the results, with increasing the initial concentration of the dye solution, the percentage of photocatalytic degradation decreases, and with enhancing the catalyst concentration to an optimal value equal to 1 g/L, the removal efficiency of the dye increases. In addition, the percentage of dye removal is directly related to the duration of radiation. According to the analysis of the results in the design expert software, the maximum removal of the Basic Red 46 azo dye was obtained at pH =11 and the contaminant concentration was 45 mg/L with an amount of 0.61 g/L of zinc oxide as catalyst in 86 minutes.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Photocatalytic Process
  • Basic Red 46 Azo Dye
  • dye degradation
  • Zinc oxide
  • Response Surface Methodology