بررسی کارایی نانو ذرات Fe:TiO2 درحذف رنگزای Cat Blue 41 در محیط آبی با استفاده از تابش نور خورشید به روش سطح-پاسخ(RSM)

Abstract

حفظ محیط زیست بخصوص سلامت محیط آبی امروزه امری مهم می باشد. رنگزا‌‌ها به‌دلیل ماهیت‌شان از آلاینده‌های ظاهری بوده و حتی در غلظت‌های به نسبت پایین شفافیت و کیفیت زیبایی شناختی آب‌های سطحی را از بین می‌برند. تا کنون از فرایندهای متعددی برای حذف رنگ از پساب استفاده شده است. در این مطالعه بررسی حذف رنگزای Cat Blue 41 از محلول‌های آبی با استفاده از نانوذرات اکسید تیتانیم دوپ شده با اکسید آهن در حضور نورخورشید انجام شد. بر مبنای یک مطالعه تجربی- آزمایشگاهی با استفاده از طراحی آزمایش RSM، بررسی تاثیر متغیر‌های مستقل شامل pH، غلظت نانو ذره، غلظت اولیه رنگزا، غلظت پراکسید هیدروژن و زمان تماس بر راندمان حذف رنگزا با تعداد 30 تیمار انجام شد. تحلیل مدل پیشنهادی به روش آنالیز واریانس ANOVA انجام شد. مدل پیشنهادی برای میزان راندمان حذف رنگزا از نظر آماری در سطح اطمینان 95 درصد معنی دار بود. نتایج نشان داد افزایش غلظت نانو ذره، زمان تماس و غلظت پراکسید هیدروژن موجب افزایش کارایی می‌گردد. به‌گونه‌ای که افزایش غلظت نانو ذره از 5/0 به 3 گرم در لیتر راندمان از ۶/۴۸ به ۹/۸۸ رسید. هم‌چنین افزایش pH و غلظت اولیه رنگزا موجب کاهش راندمان گردید به‌نحوی که با افزایش غلظت رنگزا از 25 به 200 میلی‌گرم در لیتر راندمان از 8/69 به 5/35 کاهش یافت. طراحی آزمایش به نحو مطلوبی فرایند حذف را بهینه می‌سازد و کاهش تعداد آزمایش‌ها سبب افزایش بازده حذف آلاینده می‌گردد.