مواد آلی فرار( مواد دارای فشار بخار بالا که براحتی در دماهای معمول تبخیر می شوند) به عنوان یکی از آلاینده های مهم هوا به شمار می روند. بنابراین مقرارت سختگیرانه بسیاری برای کاهش انتشار این آلاینده ها به هوا تصویب شده و به اجرا گذاشته شده اند. یکی از امیدبخش ترین روش های تخریبی حذف مواد آلی فرار، حذف از طریق اکسایش کاتالیتیکی می باشد. در این پروژه، ابتدا کاتالیست های گاما آلومینایی اصلاح شده با فلزات واسطه کرم و منگنز تهیه شده و ساختار این کاتالیستها با استفاده از تکنیک های sem، betوxrd مطاله گردید و سپس مقدار فلزات بارگذاری شده درهر یک از کاتالیست ها با استفاده از تکنیک icp-aes تعیین گردید. حذف کاتالیستی هر یک از آلاینده های فرار اکسیژن دار ایزو پروپانول، اتیل استات، اتیل متیل کتون، بنزیل الکل بصورت منفرد و مخلوط های دو تایی با استفاده از کاتالیست های اصلاح شده بررسی شد و با نتایج بدست آمده از آنالیز تخریب حرارتی و استفاده از گاما آلومینای اصلاح نشده مقایسه گردید و از روی بررسی نتایج بدست آمده از آنالیزهای کروماتوگرافی گازی مشاهده شد که در میان کاتالیستهای اصلاح شده فوق سیستم mn /?-al2o3 دارای بالاترین درصد حذف می باشد.همچنین مشاهده شد که در مورد هر کدام از آلاینده ها بالا بردن دمای حذف باعث افزایش راندمان تخریب می گردد، همچنین در مورد بررسی که در مورد اثر بخار آب در روی راندمان حذف انجام پذیرفت مشاهده شد که بخار آب اثر بازدارنده در روی راندمان تبدیل دارد.

در کار پژوهشی حاضر فرآیند پراکسی کوآگولاسیون برای رنگزدائی ماده رنگزای زرد بازی 2 از محلولهای آبی با استفاده از الکترودهای کربن- پلی تترافلوئورواتیلن (c-ptfe) و نانولوله های کربن - پلی تترافلوئورواتیلن (cnt-ptfe) بعنوان کاتد بکار برده شد. در ابتدا، جهت ساخت الکترودهای c-ptfe و cnt-ptfe، ترکیبی از نانولوله های کربن با قطر خارجی nm15-8 یا کربن فعال، پلی تترافلوئورواتیلن، آب مقطر و بوتانول تهیه و بر روی ورق کربنی نشانده شد. در ادامه، رفتار الکتروشیمیایی الکترودهای ساخته شده و مقدار پراکسید هیدروژن تولید شده در سطح الکترودهای گرافیت، c-ptfe و cnt-ptfe مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که مقدار h2o2 تولید شده بوسیله الکترود cnt-ptfe سه برابر الکترود c-ptfe و سی برابر الکترود گرافیت می باشد. ویژگیهای الکترودهای ساخته شده بوسیله تصاویر sem و afm بررسی گردید. نتایج تصاویر sem و afm نشان داد که الکترود ساخته شده از نانولوله های کربن نسبت به الکترود ساخته شده از کربن فعال دارای مساحت سطح ویژه بالایی بوده و این امر موجب افزایش تولید پراکسید هیدروژن در سطح آن و حذف بیشتر آلاینده ها می شود. در ادامه کار پژوهشی، تأثیر پارامترهای عملیاتی مانند شدت جریان الکتریکی، ph اولیه محلول و غلظت اولیه ماده رنگزا بر راندمان رنگزدائی با هر دو نوع الکترود ساخته شده مطالعه گردید. بر اساس نتایج حاصل، میزان رنگزدائی محلول زرد بازی 2 طی فرآیند پراکسی کوآگولاسیون در مدت 10 دقیقه الکترولیز با استفاده از الکترودهای c-ptfe و cnt-ptfe به ترتیب برابر با 62% و 96% می باشد. تخریب و معدنی شدن ماده رنگزای زرد بازی 2 بوسیله اندازه گیری کل کربن آلی (toc) آن بررسی شد و مشخص گردید که بعد از 6 ساعت الکترولیز، الکترودهای c-ptfe و cnt-ptfe به ترتیب قادر به حذف 81% و 92% از مواد آلی محلول می باشند. حدواسط ها و محصولات تولید شده در جریان تخریب ماده رنگزای زرد بازی 2 طی فرآیند پراکسی کوآگولاسیون، با استفاده از دستگاه gc-ms شناسایی شدند و بر اساس محصولات شناسایی شده، مکانیسمی برای حذف ماده رنگزای زرد بازی 2 پیشنهاد گردید. به منظور مدلسازی فرآیند پراکسی کوآگولاسیون با هر دو نوع الکترود c-ptfe و cnt-ptfe، از مدل شبکه عصبی مصنوعی استفاده شد که نتایج تجربی و نتایج حاصل از مدل شبکه عصبی مصنوعی مطابقت خوبی را نشان دادند و ضریب همبستگی رگرسیون برای الکترودهای c-ptfe و cnt-ptfe به ترتیب برابر با 972/0 و 992/0 بدست آمد. همچنین از روش رویه پاسخ (rsm) برای مدلسازی و بهینه سازی فرآیند پراکسی کوآگولاسیون با کاتد cnt-ptfe استفاده شد و تأثیرات منفرد و متقابل متغیرهای مستقل فرآیند بر روی متغیر پاسخ (راندمان رنگزدائی) بررسی گردید. شرایط بهینه بدست آمده توسط روش رویه پاسخ برای متغیرهای زمان الکترولیز، ph اولیه محلول، شدت جریان الکتریکی و غلظت اولیه ماده رنگزا به ترتیب برابر 16 دقیقه، 3، 200 میلی آمپر و 15 میلی گرم بر لیتر تعیین گردید. در انتهای کار پژوهشی، جهت بررسی کارآئی فرآیند در حذف سایر مواد رنگزای آلی، سه نمونه مواد رنگزای دیگر (آبی بازی 3، مالاشیت سبز و قرمز بازی 46) که دارای ساختارهای متفاوت از زرد بازی 2 می باشند انتخاب و حذف آنها بصورت جداگانه و مخلوط آنها با زرد بازی 2 مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که فرآیند پراکسی کوآگولاسیون با الکترود ساخته شده از نانولوله های کربنی قادر به حذف بیش از 90% از آلاینده های مذکور در کمتر از 10 دقیقه می باشد.