در این کار پژوهشی نانوذرات لپیدوکروسیت (γ-feooh) با استفاده از سولفات آهن (ii) بعنوان پیش ماده سنتز شدند و اثر مقدار پیش ماده و زمان سنتز بر روی اندازه ذرات سنتز شده بررسی گردید. با کاهش زمان و مقدار پیش ماده اندازه ذرات سنتز شده کوچکتر شد. مشخصات ساختاری نانوذرات سنتز شده توسط پراش اشعه x (xrd)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (tem)، مادون قرمز تبدیل فوریه (ftir)، جذب سطحی نیتروژن و ph نقطه بدون بار (phzpc) شناسایی شد. آنالیزهای tem، xrd و ftir تایید کننده سنتز نانوذرات لپیدوکروسیت بودند. مساحت سطح و phzpc ذرات سنتر شده به ترتیب برابر m2 g-1 68/1 و 4/8 بودند. امکان استفاده از لپیدوکروسیت سنتز شده در فرآیند جذب سطحی بررسی شد. ترکیب رنگزای متال کمپلکس لاناکرون قهوه ای اس- جی ال (lbs-gl) بعنوان آلاینده مدل انتخاب گردید. اثر مقدار لپیدوکروسیت، ph، دما و زمان تماس بین جاذب و جذب شونده بر روی فرآیند جذب سطحی با استفاده از روش رویه پاسخ (rsm) بررسی شد و فرآیند بهینه سازی و مدلسازی گردید. مقدار نانوذرات لپیدوکروسیت، ph، دما و زمان تماس به ترتیب g 0/015، 3/5، oc 38 و min 100 بعنوان سطوح بهینه شناسایی شدند. مدل های ایزوترمی و سینتیکی فرآیند جذب سطحی در شرایط بهینه تعین شدند. نتایج ایزوترمی جذب سطحی تطابق بیشتری با مدل لانگمویر داشت و بیشینه ظرفیت جذب سطحی بر اساس این مدل برابر mg g-528/211 بود. فرآیند جذب سطحی از مدل سینتیکی شبه درجه دوم تبعیت کرد. علاوه بر این اثر ph بر روی واجذب lbs-gl بررسی شد. راندمان واجذب lbs-gl در phهای بالا قابل توجه بود. این مطالعه حاکی از ظرفیت زیاد جذب و واجذب نانولپیدوکروسیت در حذف lbs-gl می باشد. همچنین افزایش ph یک روش خوب برای احیای لپیدوکروسیت مصرف شده است که مصرف صنعتی این ترکیب را تسهیل می نماید. قابلیت فتوکاتالیستی نانوذرات لپیدوکروسیت بررسی شد. برای این منظور حذف آلاینده آموکسی سیلین (amx) توسط فرآیند γ-feooh/h2o2/uv بعنوان فرآیند شبه فتو فنتون مورد بررسی قرار گرفت و با روش rsm بهینه سازی شد. شرایط بهینه عبارتند از غلظت اولیه amx برابر با mg l-1 10 و غلظت اولیهh2o2 برابر با mm 1/76 در ph 2 تحت تابش اشعه ماوراء بنفش به مدت min 120. یک مدل سینتیکی جدید بر اساس مکانیسم کلی فرآیند شبه فتون فنتون برای تخریب amx پیشنهاد گردید. بر اساس این مدل، ثابت سرعت واکنش بین amx و رادیکال هیدروکسیل برابر m-1s-1 4/55×105 می باشد. در نهایت نانولپیدوکروسیت فعالیت کاتالیزوری خوبی حتی پس از چهار چرخه تخریب پشت سر هم amx از خود نشان داد. در آخرین بخش از این کار، نانوذرات لپیدوکروسیت در سطح کربن فعال گرانولی تثبیت شده و استفاده از کامپوزیت کربن فعال-نانولپیدوکروسیت (γ-feooh-gac) در رنگزدایی فاضلاب نساجی حاوی راکتیو نارنجی 29 (ro29) در حضور h2o2 و تابش uv مورد بررسی قرار گرفت. این فرآیند در یک راکتور پیوسته همزن دار انجام شد. اثر نرخ جریان فاضلاب، غلظت h2o2 و ph در فرآیند رنگزدائی با استفاده از rsm مورد مطالعه قرار گرفت. شرایط بهینه دبی جریان ml min-1 1/98، غلظت h2o2 برابر با mm 3/25 و ph اولیه برابر 1/98 بود. مقایسه توانایی فرآیند γ-feooh-gac/h2o2/uv در شرایط مطلوب در رنگزدائی فاضلاب با فرآیندهای uv، γ-feooh-gac/uv، γ-feooh-gac/h2o2،γ-feooh-gac ، h2o2/uv نشان داد که فرآیند γ-feooh-gac/h2o2/uv بسیار موثرتر از دیگر فرآیند های مورد بررسی است.

چکیده: در کار پژوهشی حاضر از فرآیندهای فنتون هتروژن و سونوکاتالیستی هتروژن جهت حذف مواد رنگزای موجود در محلول های آبی استفاده شده است. در قسمت اول پروژه، میکروذرات پیریت طبیعی تهیه شده از معدن مروارید ایران (زنجان-ایران) از طریق فرآوری با پلاسما به روش تخلیه تابان با گاز نیتروژن یا آرگون به نانوساختارهای پیریت تبدیل گردیدند. مشخصات پیریت طبیعی و نمونه های اصلاح شده با پلاسمای نیتروژن و آرگون با استفاده از تصاویر sem و آنالیزهای edx، xrd، ft-ir، xps و bet و همچنین ph نقطه بدون بار (phpzc) بررسی شدند. تصاویر sem نشان دادند که میکروذرات پیریت بعد از اصلاح پلاسمای نیتروژن و آرگون به طور موثری به نانوساختارهای پیریت تبدیل شده اند. نتایج بدست آمده از آنالیز edx نشان داد که عناصر اصلی موجود در ترکیب نمونه طبیعی پیریت از قبیل آهن و گوگرد در نمونه های فرآوری شده با پلاسما نیز موجود می باشند. همچنین الگوهای xrd نشان دادند که تحت فرآوری پلاسما هیچگونه تغییری در ساختار کریستالی پیریت ایجاد نشده است. با توجه به داده های به دست آمده از آنالیز جذب/واجذبی نیتروژن، مساحت سطح ویژه از m2/g 48/6 برای پیریت طبیعی به ترتیب به 65/9 و m2/g09/9 برای نانوساختارهای پیریت تهیه شده با پلاسمای نیتروژن و آرگون افزایش یافته است. بر اساس نتایج آنالیز xps نسبت گونه ی آهن (ii) به آهن (iii) (fe2+ / fe3+) بعد از اصلاح سطح پیریت با پلاسمای نیتروژن افزایش یافته است. در قسمت دوم این پروژه از نانوساختارهای پیریت به دست آمده از پلاسمای نیتروژن به عنوان کاتالیست در فرآیند فنتون هتروژن استفاده گردید. تأثیر عوامل موثر مانند ph اولیه محلول، غلظت هیدروژن پراکسید، مقدار کاتالیست و غلظت اولیه ماده رنگزا بر راندمان رنگزدائی راکتیو نارنجی 29 بررسی گردید و مقادیر مناسب برای این متغیرها به ترتیب 5، mm 3، g/l 2، mg/l 10 به دست آمد. همچنین تأثیر حضور نمک های معدنی مختلف بر راندمان رنگزدائی بررسی شد. حد واسط های حاصل از تخریب آلاینده رنگزا با استفاده از آنالیز gc-ms تعیین شدند و مسیر احتمالی تخریب راکتیو نارنجی 29 پیشنهاد گردید. راندمان رنگزدائی راکتیو نارنجی 29 طی فرآیند فنتون هتروژن پس از min 90 در حضور کاتالیست طبیعی و اصلاح شده با پلاسمای نیتروژن به ترتیب برابر با 4/38 و %6/97 بدست آمد. در قسمت سوم پروژه حاضر عملکرد نانوساختارهای پیریت تهیه شده با پلاسمای آرگون در فرآیند سونوکاتالیستی هتروژن جهت رنگزدائی از محلول راکتیو قرمز 84 بررسی شد. مقدار مناسب ph اولیه محلول، مقدار کاتالیست و غلظت اولیه ماده رنگزا به ترتیب 5، g/l 4 و mg/l 10 تعیین شد. با افزایش شدت توان التراسونیک کارایی فرآیند افزایش یافت. حضور نمک های معدنی مختلف موجب کاهش راندمان رنگزدائی شد و در حضور اکسید کننده های مختلف راندمان رنگزدائی افزایش یافت. برای شناسایی حدواسط های تولید شده در طی فرآیند تخریب سونوکاتالیستی از آنالیز gc-ms استفاده شد. راندمان رنگزدائی در فرآیند سونوکاتالیستی هتروژن پس از min 120 برای پیریت طبیعی %5/71 و برای پیریت اصلاح شده با پلاسمای آرگون %7/93 بدست آمد.