فرشید قربانی چقامارانی

هدف اصلی پژوهش حاضر جذب و تجزیه ی نوری رنگ متیلن بلو به عنوان یکی از رنگ های سمی موجود در پساب صنایع می باشد. برای این منظور ابتدا ماده ی نانو حفره SBA-15 به روش هیدروترمال سنتز و سپس سطح آن با نانو ذرات تیتانیوم اصلاح شد. برای شناسایی و تأیید ساختار کاتالیست سنتز شده آنالیزهای SEM/EDX، XRD، BET،TEM و ICP انجام شد و ساختار مورد تأیید قرار گرفت. در ادامه قابلیت تجزیه و جذب کاتالیست تولید شده برای رنگ متیلن بلو در سیستم ناپیوسته و پیوسته تحت نور مرئی بررسی شد. در این راستا تجزیه رنگ در سیستم ناپیوسته و با استفاده از کاتالیست سنتز شده در دو حالت پودری (TiO2/SBA-15) و تثبیت شده بر روی گوی های شیشه ای توسط پلیمر آلژینات (Alginate-TiO2/SBA-15) انجام شد. برای این منظور بهینه سازی متغیرها با طراحی آزمایشات و با استفاده از نرم افزار Design-Expert 7.0.0 تحت روش سطح پاسخ (RSM) و طراحی ترکیبی مرکزی (CCD) انجام شد. در این روش، تأثیر پارامترهای مستقل pH اولیه محلول، دوز کاتالیست، غلظت اولیه رنگ و زمان تماس بر کارآیی جذب و مقدار کل حذف به عنوان متغیر وابسته (پاسخ) مورد بررسی قرار گرفت. از سوی دیگر، حذف رنگ در سیستم پیوسته با استفاده از راکتور مسطح طراحی شده که با گوی های دارای غشاء Alginate-TiO2/SBA-15 پر شده بود انجام شد. در این سیستم تأثیر دو متغیر غلظت رنگ و سرعت جریان تحت نور مرئی مصنوعی (لامپ هالوژن با قدرت 500 وات) و نور خورشید مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس نتایج بدست آمده از این مطالعه شرایط بهینه حذف در سیستم ناپیوسته و با استفاده از پودر TiO2/SBA-15 برایpH با مقدار 8.90، دوز کامپوزیت با 2.49 گرم برلیتر، غلظت رنگ 33.22 میلی گرم بر لیتر و زمان 432.90 دقیقه بدست آمد، که در این حالت مقدار کل حذف رنگ 99.95% با مطلوبیت 1 به دست آمد. نتایج بهینه بدست آمده توسط گوی های دارای غشای Alginate-TiO2/SBA-15 در سیستم ناپیوسته به این صورت بود: pH با مقدار 6.74، نسبت دوز SA/TiO2-SBA-15 برابر با 31.15، زمان 594.08 دقیقه و غلظت رنگ 69.97 میلی گرم برلیتر بود که در نتیجه این شرایط حذف رنگ 89.44% با مطلوبیت 1 بدست آمد. در مرحله نهایی مطالعات حذف رنگ در سیستم پیوسته تحت نور مرئی مصنوعی و نور خورشید انجام گرفت. برای تعیین شرایط بهینه حذف، اثر دو متغیر شامل غلظت اولیه رنگ و سرعت جریان بررسی شدند.