بررسی و بهینه‌سازی پارامترهای عملیاتی در فرآیند احیاء فوتوکاتالیستی کروم شش‌ظرفیتی با استفاده از روش طراحی فاکتوریل کامل

Abstract

فرآیند‌ فوتوکاتالیستی یکی از روش‌های تصفیه نوین می‌باشد که می‌تواند در تصفیه‌ فاضلاب‌های حاوی آلاینده‌های اولویت‌دار مانند کروم شش‌ظرفیتی بطور موثر مورد استفاده قرار گیرد. لذا، در این مطالعه اثرات پارامترهای عملیاتی مختلف و شرایط بهینه آنها به منظور احیاء کروم شش‌ظرفیتی در حضور نانوکامپوزیت ZnO/HZSM-5 با استفاده از روش فاکتوریل کامل بررسی شد. در این تحقیق نانوکامپوزیت ZnO/HZSM-5 با روش هیدروترمال- تلقیح سنتز شد. ساختار نانوکامپوزیت و مرفولوژی آن توسط تکنیک‌های XRDا،UV/vis و FESEM مورد بررسی قرار گرفت. به منظور بررسی احیاء فوتوکاتالیستی کروم شش‌ظرفیتی با استفاده از نانوکامپوزیت ZnO/HZSM-5 از تکنیک طراحی آزمایش فاکتوریل کامل استفاده شد. اثرات پارامترهای: زمان واکنش، pH، شدت نور UV و غلظت اولیه کروم مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از تست XRD بیانگر این بود که ساختار نانوکامپوزیت به‌درستی تشکیل شده و دارای فاز کریستالی می‌باشد، تصاویر FESEM نشان داد که فاز فعال (ZnO) به‌صورت یکنواختی با اندازه نانومتریک در سطح آن پخش شده است. نتایج حاصل از تست فیشر (F-Value) مشخص نمود که غلظت اولیه‌ کروم شش‌ظرفیتی تاثیرگذارترین پارامتر برروی فرآیند می‌باشد. تحت شرایط بهینه (غلظت اولیه کروم mg/L 10، شدت نور W 125، pH برابر 5 و زمان واکنش min 60) راندمان حذف 72/98% با مطلوبیت 985/0 برای کروم شش‌ظرفیتی حاصل شد. در نهایت، آنالیز احتمال نرمال نشان داد که داده‌ها از توزیع نرمالی برخوردار می‌باشند. از این‌رو، روش فاکتوریل کامل می‌تواند به‌عنوان یک روش موثر به منظور بهینه‌سازی شرایط عملیاتی فرآیند‌های فوتوکاتالیستی در حذف کروم شش‌ظرفیتی مورد استفاده قرار گیرد.