بهینه‌سازی تخریب نوری رنگ‌زای اسید بلو 113 بر روی نانو کاتالیزور آنا تاز TiO2 با استفاده از روش سطح پاسخ

زمینه و هدف:  در دهه­های گذشته، با توسعه روش­های تصفیه مناسب برای از بین بردن آلاینده­های مختلف، تلاش‌های بسیاری به‌منظور بهبود تصفیه پساب‌ها صورت گرفته است . بیشترین مطالعات در این زمینه بر روی فوتوکاتالیزورهای ناهمگن متمرکزشده است که اغلب از اکسیدهای نیمه‌هادی، مانند دی‌اکسید تیتانیوم (TiO2) استفاده می­کنند. این روش مفید بر اساس تجزیه آلاینده طی یک واکنش شیمیایی‌بر روی سطح یک فوتوکاتالیزور است که با نوری با طول‌موج معین فعال‌شده است. کارآمدی در از بین بردن آلاینده­های آلی پایدار مانند رنگ­های آزو، پایداری نوری و بی‌اثری نسبت به محیط شیمیایی، از TiO2 یک ماده مهم فوتوکاتالیزور ساخته است. در این مطالعه، تخریب نوری رنگ نساجی صنعتی اسید بلو 113 (AB113)، با استفاده از نانو ذرات آنا تاز TiO2 و تابش اشعه ماوراءبنفش (UV-A)، در یک محیط ناهمگن آبی انجام‌شده است. مواد و روش­ها: فرایند فوتوکاتالیزوری به‌وسیله طیف‌سنجی UV–visible و مقادیر مختلف کاتالیزور (mg 0/60- 0/10)، شرایط pH (8-3) و زمان تماس (30-2 دقیقه) برای غلظت mg/L 25 از رنگ موردنظر دنبال شد. روش سطح پاسخ بر اساس طراحی سه متغیر سه سطح Box-Behnken برای مطالعه و بهینه‌سازی فرایند فوتوکاتالیزوری استفاده شد. اثرات متقابل سه پارامتر عملیاتی ازجمله زمان تابش، pH و مقدار کاتالیزور در تخریب رنگ موردبررسی قرار گرفت. یافته­ها: بهره­وری حذف رنگ به‌دقت به‌وسیله یک معادله درجه دوم با R2 برابر 9649/0 مدل‌سازی شد. شرایط بهینه برای حذف رنگ در زمان 78/29 دقیقه، pH برابر 56/6 و مقدار کاتالیزگر 00/42 میلی­گرم در 100 میلی‌لیتر از محلول به دست آمد. در این شرایط، 3/95٪ از رنگ حذف شد. نتیجه‌گیری: نتایج نشان داد که نانو ذرات آنا تاز TiO2 فعالیت کاتالیزوری خوبی را در تخریب رنگ AB113 تحت تابش UV نشان می­دهند. بنابراین، تخریب نوری رنگ با استفاده از نانو ذرات آنا تاز TiO2 در شرایط بهینه، می­تواند به‌طور مؤثری برای تصفیه پساب­های صنعتی رنگی استفاده شود.