خلاصه خبر: حذف رنگزا از محلول آبی با استفاده از نانوکامپوزیت بیوچار

• عنوان: حذف رنگزا از محلول آبی با استفاده از نانوکامپوزیت بیوچار
• ارائه‌کننده: سجاد عطایی
• استاد راهنما: خانم دکتر بیتا آیتی
• استاد ناظر داخلی: آقای دکتر حسین گنجی‌دوست
• استاد ناظر خارجی: دکتر فرهاد قادری (دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل)
• مکان: اتاق 412
• تاریخ: 1398/06/23
• ساعت: 14:00

چکیده: رنگزاهای آزو با ساختار پیچیده، تهدیدی جدی برای محیط زیست به شمار می‌روند که تاکنون روش‌های مختلف فیزیکی‌، شیمیایی، بیولوژیکی و روش‌های اکسیداسیون پیشرفته برای تصفیه آنها به کار برده شده‌اند. فرآیند فتوکاتالیستی یکی از روش‌های اکسیداسیون پیشرفته است. در این تحقیق این فرآیند در کنار جذب سطحی با استفاده از بیوچار مورد بررسی قرار گرفته است. بیوچار ماده‌ای است که از تجزیه شیمیایی مواد آلی در غیاب اکسیژن و در دمایی کمتر از 700 تولید می‌شود و در سال‌های اخیر استفاده زیادی در زمینه‌های بهبود خاک و تصفیه آب و فاضلاب داشته است. طبق تحقیقات صورت گرفته، استفاده همزمان از فرایندهای جذب و فتوکاتالیستی و تولید کامپوزیتی که توانایی همزمان جذب و تخریب را داشته باشد، پتانسیل بالایی در حذف آلاینده‌های مختلف از فاضلاب به ویژه رنگزا را داشته است. لذا در این تحقیق بیوچار به عنوان یک جاذب ارزان‌قیمت با راندمان جذب بالا در ترکیب با اکسیدهای فلزی ZnO و SnO2 که دارای قابلیت فتوکاتالیستی هستند، می تواند به عنوان راهکار مناسبی جهت حذف رنگزاها از محیط‌های آبی مورد بررسی قرار گیرد. در این تحقیق پوست درخت به عنوان زیست‌توده اولیه از کارخانه چوب و کاغذ مازندران تهیه شد. زیست‌توده پس از آسیاب کردن و جداسازی با الک مش 60، به منظور فعال‌سازی عمل اختلاط با اسیدفسفریک با نسبت 1: 5/5 صورت گرفت. سپس با شیب افزایش دمای /min℃10 به مدت 90 دقیقه در دمای نهایی ℃650 عملیات پیرولیز صورت گرفت. در ادامه نانوکامپوزیت‌های دوجزیی (بیوچار/ZnO) و سه‌جزیی (بیوچار/ZnO/SnO2) به روش impregnation سنتز گردید و شناسایی بیوچار و نانوکامپوزیت‌های دوجزیی و سه‌جزیی با استفاده از آزمون‌های FESEM، XRD، FT-IR، BET، RAMAN و EDS-Mapping صورت گرفت. پارامترهای درصد وزنی ZnO، pH، غلظت رنگزا، دوز نانوکامپوزیت، نرخ هوادهی، نوع لامپ UV و دما به عنوان پارامترهای موثر بر حذف رنگزای اسید اورانژ 7 با استفاده از نانوکامپوزیت‌های دوجزیی (بیوچار/ZnO) مورد بررسی قرار گرفت که بر اساس نتایج حاصل، بیشترین راندمان حذف رنگزا برابر با 34/89% در شرایط بهینه نسبت وزنی 20%،1/7pH= ، غلظت رنگزای ppm 250، دوز نانوکامپوزیت برابر با g/L 5/0، نرخ هوادهی L/min 10، لامپ UV-C 15وات و دمای℃24 بدست آمد. سپس درصد وزنی SnO2 به عنوان عامل موثر دیگر در شرایط بهینه بدست آمده مورد بررسی قرار گرفت که برای نسبت وزنی 5% آن قابلیت حذف رنگزای اسید اورانژ با راندمان 92/91% بدست آمد. هم‌چنین مشاهده شد که نانوکامپوزیت دوجزیی توانایی کاهش COD به میزان 01/73% و TOC به میزان 60 % دارد. بر اساس داده‌های آزمایشگاهی، سینیتیک واکنش‌های انجام شده از مدل دواکسپونانسیلی تبعیت کرده و مدل ایزوترمی لانگمایر نیز بیشترین تطابق را با داده‌های مشاهده شده داشت.
کلمات کلیدی:بیوچار، نانوکامپوزیت، اسید اورانژ 7، ZnO، SnO2