اکسیداسیون سونوشیمیایی رنگ اسید بلو 113 در محیط‌های آبی با استفاده از پراکسید هیدروژن و پرسولفات فعال شده با آهن فرو

Abstract

رنگ‌های آزو که در ساختار آنها حلقه‌های بنزن وجود دارد، از جمله مشکلات عمده محیط زیستی به‌شمار می‌روند. در این پژوهش تجربی کارایی فرایندهای US/H₂O₂/Fe²⁺ و US/S₂O₈^2-/Fe²⁺ در تخریب رنگ اسید بلو 113 مورد بررسی قرار گرفت. تأثیر پارامترهای مؤثر در فرایند، نظیر pH محلول در محدوده 3 تا 11، غلظت‌های متفاوت H₂O₂ و S₂O₈^2- در محدوده 1 تا 10 میلی‌مولار، اسید سولفوریک در محدوده 01/0 تا 1 میلی‌مولار و غلظت اولیه رنگ با استفاده از یک محفظه منقطع مولد التراسوند در فرکانس40 کیلوهرتز بررسی شد. همچنین تأثیر هوادهی در کارایی فرایند و تغییرات طیف UV-Vis رنگ در شرایط بهینه بررسی شد. مطابق با نتایج، با افزایش pH محیط آبی، کارایی حذف رنگ در هر دو فرایند به‌طور چشمگیری کاهش یافت، به‌طوری که بیشترین میزان حذف رنگ در هر دو فرایند در pH برابر 3 مشاهده شد. افزایش غلظت FeSO₄ از 5/0 میلی مولار، کارایی حذف رنگ در هر دو فرایند را کاهش داد. در فرایند US/H₂O₂/Fe²⁺ شرایط بهینه برای حذف 5/93 درصد رنگ با غلظت اولیه 50 میلی‌گرم در لیتر در غلظت‌‌های H₂O₂ و FeSO₄ به ترتیب 5/2 و 05/0 میلی‌مولار به‌دست آمد. در همین شرایط کارایی فرایند US/S₂O₈^2-/Fe²⁺ در غلظت5/2 میلی مولار S₂O₈^2-، 3/94 درصد به‌دست آمد که حاکی از تأثیر بیشتر فرایند US/S₂O₈^2-/Fe²⁺ در کاهش پیک 567 نانومتر ساختار رنگ نسبت به فرایند US/H₂O₂/Fe²⁺ بود. همچنین مشاهده تغییرات طیف UV-Vis رنگ اسید بلو 113 نشان داد، فرایند US/H₂O₂/Fe²⁺ نسبت به فرایند US/S₂O₈^2-/Fe₂، کاهش بیشتری در پیک‌های 276 و 203 نانومتر ایجاد کرده است.