نانوکاتالیزور دی اکسید تیتانیم (tio2) به دلیل خواص ویژه (پایداری شیمیایی، قیمت ارزان، غیر سمی بودن) بطور گسترده در تصفیه ی فتوکاتالیزی آلاینده های محیط زیست مورد استفاده قرار می گیرد. فرآیندهای اکسایش فتوکاتالیزی جزء روشهای اکسایش پیشرفته هستند که طی آن، مواد آلاینده در اثر تابش نور uv و در حضور فتوکاتالیزورهایی مانند دی اکسید تیتانیم (فرآیند uv/tio2) تخریب می شوند. در سالهای اخیر استفاده از نانوکاتالیزورها در فرآیندهای فتوکاتالیزی، باعث افزایش چشمگیری در کارایی این فرآیندها در حذف آلاینده های محیط زیست گردیده است. در اکثر مطالعات قبلی، از سوسپانسیون tio2در فرآیندهای اکسایش فوتوکاتالیزی استفاده شده است. در این حالت مقدار کاتالیزور مصرف شده زیاد بوده و جداسازی فوتوکاتالیزور با ابعاد نانو از محلول پس از انجام عمل تصفیه جهت مصرف مجدد آن دشوار و پر هزینه است. همچنین در صورت استفاده از نانو کاتالیزور دی اکسید تیتانیم به شکل سوسپانسیون کدورت محلول بالا خواهد بود و نور به قسمت های پایین نفوذ نخواهد کرد. از طرف دیگر استفاده از سوسپانسیون نانوذرات tio2در راکتورهای جریان پیوسته بسیار دشوار است. وجود موارد فوق به علت صرف هزینه های بالا (مخصوصا جداسازی کاتالیزور از محلول سوسپانسیونی) کاربرد فرآیندهای اکسایش فوتوکاتالیزی را در مقیاس صنعتی محدود میکند. به منظور حل مشکلات مذکور در گسترش فرآیندهای اکسایش فوتوکاتالیزی در مقیاس صنعتی، نانوذرات دی اکسید تیتانیم بر روی بسترهای مناسب تثبیت می شوند. موادی که بعنوان بسترمورد استفاده قرار میگیرند باید از نظر شیمیایی غیر فعال باشند، از محیط آبی به سادگی قابل جداسازی باشند، قیمت آنها مناسب بوده و قابلیت استفاده ی صنعتی داشته باشند. در راستای تامین اهداف فوق، در این پروژه نانوذرات دی اکسید تیتانیم بر روی بسترهای pumice stoneو شیشه ای تثبیت خواهد شد. همچنین از بستر صنعتی آماده حاوی نانو ذرات tio2 تثبیت شده بر روی non-woven paper نیز استفاده خواهد شد. نانو ذرات دی اکسید تیتانیم مورد استفاده از نوع millenium pc-500 با اندازه یnm 5-10 و مساحت سطح ویژه ی m2/g 300 می باشد. به منظور تعیین مشخصات نانو ذرات دی اکسید تیتانیم مورد استفاده از تصاویر sem- tem و طیف ها ی xrd و ft-ir بهره گرفته خواهد شد. همچنین در حضور نانو ذرات دی اکسید تیتانیم تثبیت شده تحت تابش نور uv در یک فوتوراکتور سطح شیبدار با جریان برگشتی تصفیه ی فوتوکاتالیزی مواد رنگزا بررسی خواهد شد. کارایی فرآیند اکسایش فوتوکاتالیزی تابعی از شدت نورuv، غلظت اولیه ی آلاینده و مدت زمان فرآیند میباشد. مدلسازی سینتیکی فرآیند اکسایش فوتوکاتالیزی با در نظر گرفتن عوامل موثر مذکور و واکنشهای شیمیایی و فوتوشیمیایی انجام خواهد گردید. به منظور بهینه سازی فرآیند اکسایش فوتوکاتالیزی از طراحی آزمایش با استفاده از روش رویه پاسخ (rsm) بهره گرفته خواهد شد. همچنین کارآئی فرآیند مذکور در شرایط بهینه برای تصفیه پساب حقیقی بررسی خواهد گردید. در مرحله ی بعد با استفاده از آنالیز های مختلف نظیر gc-ms، ft-irبه شناسایی حد واسطها و محصولات جانبی تولید شده در طی فرآیند تصفیه فوتوکاتالیزی اقدام خواهد شد. بررسی میزان معدنی شدن با استفاده از اندازه گیری کل کربن آلی (toc) و طیف ft-ir طی فرآیند اکسایش فوتوکاتالیزی صورت خواهد گرفت.

دفع نامناسب پساب¬ها مشکلات زیست محیطی فراوانی ایجاد کرده و از آنجایی که مواد رنگزا جزء مواد مرئی موجود در پساب¬ها بوده و دارای اثرات سوء بلند مدت مثل جهش و سرطان¬زایی هستند، امروزه از لحاظ زیست محیطی بیشتر مورد توجه قرار گرفته¬اند و توانایی میکرو و ماکروارگانیسم¬ها در رنگزدایی پساب¬ها بیشتر مورد بررسی قرار گرفته است. در این کار پژوهشی توانایی تجزیه زیستی گونه¬های جلبکی شارا، کلادوفورا و واشریا به منظور حذف ماده رنگزای مالاکیت سبز از آب¬های آلوده مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان دهنده¬ی توانایی گونه¬های جلبکی در حذف مالاکیت سبز می¬باشد. تاثیر عوامل موثر در رنگزدایی مالاکیت سبز (غلظت اولیه ماده رنگزا، وزن توده جلبکی، دما و ph ) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با افزایش وزن توده جلبکی تجزیه زیستی مالاکیت سبز افزایش می¬یابد، بطوریکه وزن مطلوب نمونه¬های جلبکی 4 گرم بدست آمد. کمترین میزان حذف ماده رنگزا در 5/1ph= بود بطوریکه با افزایش ph راندمان حذف افزایش می¬یابد. ph مطلوب فرایند رنگزدایی در حضور نمونه¬های جلبکی 5/8 بدست آمد. سرعت رنگزدایی در محدوده دمایی 45-5 درجه سانتیگراد مورد بررسی قرار گرفت که نتایج نشان دهنده¬ی افزایش راندمان حذف با افرایش دما بود. همچنین سینتیک مکائلیس- منتن برای توجیه رابطه بین سرعت حذف ماده رنگزا و غلظت آن برای نمونه شارا به کار گرفته شد. همچنین توانایی توده مرده جلبکی در حذف ماده رنگزای مالاکیت سبز مورد بررسی قرار گرفت که نتایج نشان داد توانایی رنگزدایی توده مرده جلبکی شارا، کلادوفورا و واشریا در مقایسه با توده زنده کم می¬باشد. همچنین کارایی و پایداری جلبک¬ها در تکرارهای متوالی، طی 4 تکرار مورد مطالعه قرار گرفت بطوریکه برای هر سه نمونه جلبکی رنگزدایی پس از 4 تکرار متوالی تغییر نکرد که این موضوع پایداری جلبک¬ها را در تجزیه زیستی نشان می¬دهد. کاهش میزان cod برای دو نمونه شارا و کلادوفورا بعد از حذف ماده رنگزا مشاهده شد. با استفاده از تکنیک¬های uv-vis، gc-ms و ft-ir مواد حدواسط حاصل از تجریه ماده رنگزای مالاکیت سبز بوسیله¬ی جلبک شارا شناسایی شد و مکانیسم رنگزدایی پشنهاد گردید.