بهینه سازی تولید هیدروژن با استفاده از نانوفتوکاتالیست های تیتانیا/زئولیت فرآوری شده با بکارگیری روش سطح پاسخ براساس طراحی باکس-بنکن

در پژوهش حاضر، روش سطح پاسخ براساس طراحی باکس-بنکن با هدف بهینه ­سازی تولید فتوکاتالیستی هیدروژن با استفاده از فتوکاتالیست تیتانیا-کلینوپتیلولیت فرآوری­ شده بررسی شد. بدین ­ترتیب، در ساخت فتوکاتالیست، به­ منظور دستیابی به یک پایه طبیعی موثر، همگن و تکرارپذیر، از روش فرآوری ترکیبی تبادل یونی-بازشویی استفاده شد و بارگذاری ۱۰ درصد وزنی فاز فعال TiO۲ بر روی پایه کلینوپتیلولیت فرآوری­شده به­ کمک تابش اولتراسوند در طول فرایند سنتز به­روش SSD انجام گرفت. نتایج آنالیزهای شناسایی نشان از خصوصیات فیزیکی-شیمیایی مناسب فتوکاتالیست سنتز­شده دارند که آن را برای واکنش فتوکاتالیستی شکافت آب مناسب و موثر می­کند. براساس نتایج جدول آنالیز واریانس هر سه متغیر و پارامتر عملیاتی میزان pH محلول، مقدار بارگذاری فتوکاتالیست و مقدار درصد حجمی عامل الکترون­ دهنده بر روی میزان تولید هیدروژن اثرگذارند. در میان این سه متغیر، میزان pH محلول موثرترین پارامتر شناخته می­ شود. از بین مدل ­های مورد ارزیابی در روش سطح پاسخ، مدل مرتبه ­دوم با بالاترین مقدار ضریب همبستگی (۰.۹۹۶۷=R۲ و ۰.۹۹۴۲=R۲adj) بیشترین تطابق را با داده ­های آزمایشگاهی دارد. با بررسی نحوه اثرگذاری این پارامترها و تعاملاتشان روی پاسخ، می­توان دریافت که حداکثر مقدار هیدروژن تولیدی در شرایط بهینه pH بازی برابر با ۱۰، مقدار کاتالیست g L-۱ ۱/۱ و مقدار عامل الکترون­دهنده ۱۲.۵ درصد حجمی به ­دست می­ آید.   

کلیدواژه ها:

واکنش شکافت آب ، تولید هیدروژن ، روش سطح پاسخ ، طراحی باکس-بنکن ، تیتانیا