عنوان :
بررسي تاثير حضور آنيون هاي متاپريدات، كلرات و پراكسي دي سولفات در فرآيند UV/TiO2 جهت حذف رنگ از محلول هاي آبي
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
15، 113ص.: مصور (رنگي)، جدول، نمودار
استاد راهنما :
هستي هاشمي نژاد
استاد مشاور :
ميلاد امين زاده
توصيفگر ها :
فرآيند فتوكاتاليستي , اكسيدكننده , مالاشيت گرين , گلدن يلو , بتن ليكا , TiO2
استاد داور :
فرزانه محمدي، مسعود طاهريون
تاريخ ورود اطلاعات :
1400/08/30
رشته تحصيلي :
مهندسي عمران
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1400/09/01
چكيده فارسي :
فراهم نمودن آب به عنوان حياتي ترين ماده براي جوامع و صنايع، به يكي از چالش هاي زيست محيطي در دهه هاي اخير تبديل شده است. افزايش جمعيت كره زمين، صنعتي شدن كشورها، تغيرات اقليمي و محدوديت منابع آب شيرين نگراني هايي در خصوص تامين آب آشاميدني به وجود آورده است. از طرفي ديگر، رهاسازي غيراصولي پساب هاي صنعتي نظير صنايع نساجي و رنگرزي كه حاوي فلزات سنگين و سموم آلي هستند، مشكلات عديده اي براي انسان و محيط زيست ايجاد مي كنند. از ميان صنايع مختلف، صنعت نساجي يكي از بزرگترين مصرف كنندگان آب مي باشد كه حجم زيادي از آب تميز را در طي مراحل مختلفي همچون آهارگيري، شست وشو، رنگرزي، چاپ و تكميل استفاده و درنهايت پساب خروجي با بارآلودگي بالا ايجاد مي كند. اكثر رنگ هاي مورد استفاده در صنعت نساجي به دليل ساختار شيميايي پيچيده خود، غيرقابل تجزيه بيولوژيكي بوده و فرآيندهاي تصفيه رايج مانند انعقاد و لخته سازي و جذب سطحي به تنهايي، روش موثري براي حذف اين مواد نمي باشد.
با توجه به موارد فوق، هدف اصلي از انجام اين تحقيق، مقايسه اثر افزودن اكسيدكننده هاي مانند NaIO4 ،Na2S2O8 و NaClO3 بر فرآيند فتوكاتاليستي با استفاده از نانوذرات TiO2 تثبيت شده بر بستر بتن ليكا به كمك اشعه UV از نظر راندمان حذف رنگزاهاي مالاشيت گرين و گلدن يلو مي باشد. ابتدا اثر پارامترهاي مختلف بر راندمان حذف در آزمايشات شاهد بررسي شد و سپس اثر پارامترهاي غلظت اوليه رنگزا، pH و غلظت اكسيدكننده در طي انجام آزمايش اصلي جهت تعيين شرايط بهينه در سه سيستم UV/TiO2، UV/Oxidant و UV/TiO2/Oxidant مورد بررسي قرار گرفت. در شرايط غلظت اوليه ppm¬100 براي رنگزاي مالاشيت گرين و¬ppm 50 براي رنگزاي گلدن يلو، مقدارgr/m2 40 ذرات TiO2، لامپ 72 وات فيليپس و مقدار 008/0 مولار اكسيدكننده NaIO4، Na2S2O8 وNaClO3 در مدت زمان 180 دقيقه اكسيدكننده NaClO3 براي رنگزاي مالاشيت گرين و NaIO4 براي رنگزاي گلدن يلو به مراتب قوي تر و راندمان حذف بالاتري نسبت به ديگر اكسيدكننده ها داشت. در نهايت با مقايسه اكسيدكننده ها از جنبه هاي مختلف، تركيب بهينه انتخاب شد و با انجام طراحي و بهينه سازي آزمايش ، تطابق نتايج حاصل از نرم ا-فزار با داده هاي تجربي مشاهده گرديد. شرايط بهينه براي رنگزاي مالاشيت گرين طبق نتايج آزمايشات RSM، pH برابر 7، غلظت رنگزا mg/L 100 و درصد تخلخل 19 درصد و براي رنگزاي گلدن يلو، غلطت اكسيدكننده 006/0 مولار، غلظت رنگزا mg/L 75 ودرصد تخلخل 0 درصد حاصل شد.
چكيده انگليسي :
Experiments were conducted to investigate the removal of Malachite Green (MG) and Golden Yellow (GY) from aqueous solutions in order to assess the effectiveness and feasibility of adding various oxidants including NaIO4, NaClO3, and Na2S2O8 to immobilized TiO2 nanoparticles on LECA concrete under UV radiation. The immobilization approach would overcome the problem associated with the separation of TiO2 nanoparticles in the photodegradation process. The operating parameters such as dye concentration, solution pH, and oxidant dosage were evaluated. Under optimal conditions for Malachite green dye ( MG concentration 100 mg/L, pH 7, irradiation time 30 minutes, catalyst dosage 40 mg/L and 0.008 mol/L oxidants), color removal efficiency approached 98.61, 97.12 and 98.61 percent for UV/TiO2/Na2S2O8, UV/TiO2/ NaIO4 and UV/TiO2/ NaClO3 systems respectively due to the synergistic photocatalytic-adsorption processes. It was also observed for Golden yellow dye under optimal conditions ( GY concentration 50 mg/L, pH N, irradiation time 30 minutes, catalyst dosage 40 mg/L and 0.008 mol/L oxidants) the removal efficiency for UV/TiO2/Na2S2O8, UV/TiO2/ NaIO4, and UV/TiO2/ NaClO3 systems were 99.36, 99.91 and 29.05 percent due to photocatalytic oxidation process. respectively. The results of kinetics studies revealed that all the experiments fitted appropriately in the first-order kinetics model for GY dye and the Second-order kinetics model for MG dye. The results showed NaIO4 for GY and NClO3 for MG were the strongest oxidants. Furthermore, Plackett Burman was applied to identify the significant parameters, and Response Surface Methodology (RSM) was used to evaluate the interactive effect of these variables and determine the optimum parameters for the degradation.
استاد راهنما :
هستي هاشمي نژاد
استاد مشاور :
ميلاد امين زاده
استاد داور :
فرزانه محمدي، مسعود طاهريون
