حذف رنگ توسط نانوذرات tio2 تثبیت شده بر بستر بتن به کمک uv

رنگ های نساجی یکی از منابع مهم آلودگی محیط زیست هستند. بیش از 50 درصد رنگ مصرفی، در فرایندهای مختلف رنگرزی وارد فاضلاب شده که علاوه بر تغییر رنگ آب، باعث جلوگیری از نفوذ نور به درون آب و اختلال در عمل فتوسنتز شده که منجر به تخریب اکوسیستم آبی و برخی گونه های آبزیان می شود. در سال های اخیر با تولید و استفاده فراوان رنگ های سنتزی که نسبت به رنگ های طبیعی ساختار پیچیده تری داشته و از نظر شیمیایی بسیار پایدارترند، توجه بیشتری به آلودگی زیست محیطی آن ها معطوف شده است. در میان رنگ های موجود در پساب نساجی، رنگ های آزو که مشـخصه آن ها وجود پیوند n?n بین دو قسمت آلی مولکول رنگ است، حدود 70-50 درصد رنگ های مورد استفاده را تشکیل می دهند و جزء مواد آلی سخت تجزیه پذیر و پایدار محسوب می شوند. بنابراین فاضلاب حاوی رنگ های سنتزی با ساختاز آزو تهدیدی جدی برای محیط زیست به شمار می رود. از این رو حذف این دسته از آلاینده ها در بسیاری از تحقیقات مورد توجه قرار گرفته است. از آنجا که روش های تصفیه متداول اعم از فیزیکی، شـیمیایی و بیولوژیکی نظیر جذب توسط کربن فعال، انعقاد، اکسیداسیون شیمیایی، اسمز معکوس و فیلتراسیون قادر به تجزیه این آلایندها تا حد استانداردهای زیست محیطی نیستند، روش های اکسـیداسیون پیشرفته در سال های اخیر مطلوبیتحزیادی یافته اند. در میان این روش ها، اکسـیداسیون فتوکاتالیستی توسط tio2 به دلیل خصوصیات منحصر بفرد آن نظیر تجزیه کامل آلاینده ها به مواد معدنی همچون آب و دی اکسید کربن، سادگی اجرا و عدم نیاز به تجهیزات پیچیده، قابلیت انجام در دما و فشار محیط و نیز غیر سمی، ارزان و در دسترس بودنtio2 مورد توجه محققان بسیاری قرار گرفته است. لذا در این تحقیق جهت حذف سه رنگ آزوی reactive black 5، reactive red 120 و reactive blue 171 از نانو ذرات tio2 تثبیت شده بر بستر بتن استفاده شد. به منظور تعیین شرایط بهینه، اثر پارامترهایی نظیر میزان فتوکاتالیست، ph اولیه، غلظت آلاینده و توان uv مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج تحقیق نشان داد نرخ حذف rr171 بیش از دو رنگ دیگر بود به طوری که بازده حذف رنگ در شرایط بهینه پس از 3 ساعت تابش به حدود 99 درصد رسید در حالی که برای rr120 و rb5 به ترتیب برابر با 78 و 97 درصد بود. جهت بررسی شـکست حلقه های بنزنی و فنلی، میزان جذب نمونه ها در طول موج های uv254 و uv310 نانومتر نیز تعیین شد. به منظور شبیه سازی فاضلاب واقعی نساجی، مخلوطی از سه رنگ، در حضور نمک های موجود در پساب نساجی، تحت شرایط بهینه بدست آمده (غلظت ppm 100، ph معادل 11، uvc 150 وات و مقدار 40 گرم بر متر مربع فتوکاتالیست) مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج طیف سنجی حذف کامل رنگ پس از 6 ساعت را نشان داد و آنالیز gc/mass حاکی از تجزیه تقریبا کامل آلاینده ها پس از 12 ساعت بود.