مقایسه استفاده از دو نانوکامپوزیت پلی آنیلین/tio2 و پلی آنیلین/گرافن در حذف رنگزا از محلول های آبی

فرایندهای فتوکاتالیستی با استفاده از نور مرئی یکی از روش¬هایی است که در سال¬های اخیر در زمینه تصفیه فاضلاب مورد توجه زیادی قرار گرفته است. استفاده از نانوکامپوزیت¬ها با پایه پلیمری به عنوان فتوکاتالیست به دلیل عدم نیاز به انرزی بالا برای تولید الکتورن-حفره و نیز به تاخیر انداختن و جلوگیری از بازترکیب حامل¬های بار باعث افزایش خاصیت فتوکاتالیستی می¬گردد. هدف از این تحقیق بررسی استفاده از دو نانو¬کامپوزیت پلی آنیلین/tio2 و پلی آنیلین/گرافن در حذف فتوکاتالیستی رنگزای اسید قرمز 14 از محلول¬های آبی و پتانسیل استفاده از این روش برای افزایش کارایی نور مرئی در واکنش¬های فتوکاتالیستی به منظور حذف آلاینده¬ها از محلول¬های آبی و در نتیجه معرفی روشی کارامد و مقرون به صرفه برای تصفیه فاضلاب¬های رنگی با انرژی کمتر می¬باشد. در این تحقیق آزمایشات شاهد شامل بررسی اثر جذب رنگزا توسط نانوکامپوزیت، استفاده از نور مرئی تنها، بررسی گذشت زمان پس از ساخت نانو نیز با هدف مقایسه راندمان سیستم¬های تکی نسبت به سیستم کلی صورت گرفت. به منظور بررسی کارایی سیستم¬های مذکور پارامترهای غلظت اولیه رنگزا، غلظت نانوکامپوزیت، ph و دما مورد بررسی قرار گرفت. شرایط بهینه پارامترهای موثر بر فرایندها برای نانوکامپوزیت پلی¬آنیلین/tio2، mg/l80=[dye]، gr/l0/5=[pani/tio2]، 7=ph، ?c 25=t، زمان واکنش 120 دقیقه و برای نانوکامپوزیت پلی¬آنیلین/گرافن، mg/l 80=[dye]، gr/l0/6= [pani/gr] ، 7=ph، ، ?c 25=t، زمان واکنش 150 دقیقه بدست آمد که تحت این شرایط راندمان حذف رنگزا به ترتیب 96 و 98 درصد و راندمان حذف cod، 86/4، 96، درصد اندازه¬گیری شد که هر دو سیستم راندمان حذف بالایی داشتند. همچنین تاثیر حضور همزمان آنیون¬ها بر فعالیت فتوکاتالیستی، مقایسه عملکرد حذف توسط نانوکامپوزیت¬ها و نانوذرات خالص و نیز استفاده مجدد از نانوکامپوزیت در شرایط بهینه بررسی شد. نتایج نشان داد که سرعت حذف رنگزا در حضور یون افزایش یافته اما یون¬های و منجر به کندتر شدن واکنش می¬گردند. بررسی استفاده مجدد از نانوکامپوزیت نشان داد که کاهش چشمگیری در راندمان حذف صورت نگرفت به طوریکه پس از سیکل دوم بازده حذف برای نانوکامپوزیت پلی¬آنیلین/tio2 و پلی¬آنیلین/گرافن 88/4 و 96 درصد بدست آمد. به منظور بررسی عملکرد فرایند در شرایط کاربردی، راندمان حذف فاضلاب واقعی تحت شرایط یکسان مورد بررسی قرار گرفت که نتایج آن¬ها به ترتیب 74، 76 پس از 270 دقیقه آزمایش بدست آمد. با توجه به نتایج بدست آمده هر دو نانوکامپوزیت پلی¬آنیلین/tio2 و پلی¬آنیلین/گرافن از قابلیت بالایی در حذف فتوکاتالیستی رنگزای اسید قرمز 14 از محلول¬های آبی تحت تابش نور مرئی برخوردارند. با توجه به میزان کم نانوکامپوزیت مصرف شده و پتانسیل استفاده از نور طبیعی به عنوان منبع انرژی می¬توان این روش را برای مقیاس¬های بزرگتر نیز مقرون به صرفه و کارامد دانست.