تعیین مقدار بهینه نانوذرات دی‌اکسیدتیتانیوم در کامپوزیت دی‌اکسیدتیتانیوم/بنتونیت جهت ‌رنگ‌بری سونوفتوکاتالیستی رنگ متیل‌اورانژ

Abstract

<strong>زمینه و هدف:</strong> یکی از مهم‌ترین آلاینده های محیط زیست در پساب صنایع، رنگ می باشد که برای انسان خطرناک بوده و محیط زیست را آلوده می نماید. هدف از این پژوهش تعیین مقدار بهینه نانوذرات دی‌اکسیدتیتانیوم در کامپوزیت دی‌اکسیدتیتانیوم/بنتونیت جهت ‌رنگ‌بری سونوفتوکاتالیستی رنگ متیل‌اورانژ بود. <strong>روش بررسی:</strong> در این بررسی، از بنتونیت به عنوان پایه برای تثبیت فتوکاتالیست دی‌اکسیدتیتانیوم استفاده شد و مقدار بهینه نانوذرات تثبیت شده دی‌اکسیدتیتانیوم در کامپوزیت دی‌اکسیدتیتانیوم/بنتونیت جهت ‌رنگ‌بری سونوفتوکاتالیستی رنگ متیل‌اورانژ مورد ارزیابی قرار گرفت و شرایط بهینه عملکرد فرایند سونوفتوکاتالیستی در حذف رنگ شامل اثر پارامترهای pH ، غلظت متیل اورانژ و غلظت نانوکامپوزیت نیز مورد مطالعه قرار گرفتند. <strong>یافته‌ها:</strong>خواص ساختاری فتوکاتالیست‌های تثبیت شده و نانوذرات دی‌اکسیدتیتانیوم بدون پایه با استفاده از آنالیزهای میکروسکوپ ‌الکترونی‌ روبشی، اسپکتروفتومتر طیف جذبی و پراش‌پرتوایکس مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت، امکان استفاده مجدد از فتوکاتالیست در 3 دوره مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس نتایج میکروسکوپ‌الکترونی‌روبشی، کم کردن مقدار دی‌اکسیدتیتانیوم موجب کاهش تعداد نانو ذرات تشکیل شده بر روی سطح بنتونیت شد. آنالیزهای اسپکتروفتومترطیف‌جذبی و پراش‌پرتوایکس نشانگر تشکیل موفقیت آمیز کامپوزیت بود. مقدار بهینه نانوذرات دی‌اکسیدتیتانیوم در کامپوزیت دی‌اکسیدتیتانیوم/بنتونیت جهت ‌رنگ‌بری سونوفتوکاتالیستی رنگ متیل‌اورانژ با نسبت پودر دی‌اکسیدتیتانیوم به بنتونیت 5:1/2 بدست آمد. <strong>بحث و نتیجه گیری:</strong> تحقیق انجام شده نشان داد افزایش مقدار فتوکاتالیست در محیط واکنش باعث افزایش سرعت و راندمان واکنش رنگبری شده اما افزایش بیش از اندازه آن تاثیر منفی بر واکنش داشت. بهترین شرایط به دست آمده در تخریب رنگ مورد مطالعه با استفاده از نانو کامپوزیت دی‌اکسیدتیتانیوم / بنتونیت شامل pH اسیدی 4 بود. با توجه به نتایج به‌دست آمده، با افزایش غلظت رنگزا مدت زمان رنگبری افزایش ‌یافت. در نهایت بازده سونوفتوکاتالیستی کامپوزیت پس از سه بار استفاده مجدد قابل قبول بود.