بررسی سینتیک فرآیندهای فتوکاتالیستی اکسید روی و اکسید روی-سیلیکا در رنگبری پساب رنگی حاوی رنگزای متیلن بلو

مقدمه و اهمیت موضوع: صنایع مختلفی از مواد رنگزا، برای رنگ آمیزی محصولات تولیدی خود استفاده می کنند. صنعت نساجی از صنایع مصرف کننده رنگ و تولید کننده فاضلاب های رنگی به دلیل عدم تثبیت کامل رنگ بر روی الیاف است. از نظر بهداشتی رنگ ها دارای خاصیت سرطان زایی و جهش زایی بوده و می توانند باعث آلرژی و مشکلات پوستی نیز شوند. متیلن بلو یک رنگ شیمیایی آروماتیک کاتیونی پر کاربرد در صنایع نساجی است. بنابراین، هدف اصلی از این تحقیق بررسی کارایی فرآیندهای فتوکاتالیستی نانوذرات اکسید روی وسیلیس تثبیت شده بر روی شیشه جهت رنگبری متیلن بلو از فاضلاب سنتتیک نساجی و تعیین سینتیک فرآیندها می باشد.مواد و روشها: جهت انجام آزمایش ها از یک راکتور مقیاس آزمایشگاهی و با الگوی بازچرخش جریان استفاده شد. نانو ذرات به روش حرارتی روی صفحات شیشه ای تثبیت شدند. راکتور از دو قسمت تشکیل شده بود که یک قسمت آن مربوط به نانو ذرات تثبیت شده بر روی شیشه و قسمت دیگر جهت قرارگیری لامپ های فرابنفش طراحی شده بود. اسپکتروفتومتر نور مرئی-ماوراءبنفش جهت محاسبه کارایی رنگبری مورد استفاده قرار گرفت. تأثیر متغیرهای مختلف موثر بر کارایی رنگبری از جمله غلظت اولیه متیلن بلو، pH اولیه و شدت تابش در کنارسینتیک واکنش ها مطالعه شد.نتایج و بحث: خصوصیات مربوط به نانو ذرات اکسید روی و سیلیس بوسیله طیف پراکنش اشعه X (XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مشخص گردید و نشان دادند که تثبیت کردن باعث نشده که ذرات نانو بصورت توده ای تبدیل شوند و تخلخل مناسبی دارند. نتایج نشان داد که کارایی رنگبری با کاهش غلظت رنگزا، افزایش pH و شدت لامپ افزایش می یابد. همچنین نتایج نشان دادند که فرآیند UV/ZnO با R2=0.8643 و فرآیند UV/Silica-ZnO با R2=0.996 از سینتیک شبه درجه یک بهتر پیروی کردند.نتیجه گیری: بطور کلی نتایج حاصل از این مطالعه مشخص ساخت که در این روش به دلیل تثبیت کردن کاتالیست، نیاز به بازیافت و جداسازی نانو ذرات نمی باشد. هر دو تا فرآیند فتوکاتالیستی به عنوان روشهای اکسیداسیون پیشرفته قادر به رنگبری رنگزای متیلن بلو هستند ولی با این تفاوت که فرآیند UV/Silica-ZnO کارایی بالاتری در رنگبری نسبت به فرآیند UV/ZnOدارد و می توان به عنوان یک روش موثر جهت تصفیه پساب های رنگی استفاده کرد.

کلیدواژه ها:

متیلن بلو ، اکسیداسیون پیشرفته ، فتوکاتالیست ، سینتیک ، رنگبری پساب