تخریب فتوکاتالیستی پساب حاوی رنگ نساجی آبی-اسید ۹۲ با اکسید تنگستن آلایش شده با پالادیم بر بستر گرافن

با پیشرفت تکنولوژی و گسترش صنایع، آلودگی های محیط زیستی در حال افزایش است. تنوع و گستردگی کاربرد انواع مواد شیمیایی در صنایع مختلف مانند نساجی و کشاورزی و در نهایت ورود پسماندهای این صنایع به محیط زیست تهدیدی جدی برای اکوسیستم های آبی است. روش های اکسیداسیون پیشرفته بر پایه تولید گونه های فعال مانند رادیکال های هیدروکسیل می توانند دسته وسیعی از آلودگی ها را به طور غیرانتخابی تخریب کنند. در میان روش های اکسیداسیون پیشرفته، فتوکاتالیست های ناهمگن که در آنها از نیمه هادی ها استفاده می شود، در تصفیه آبهای آلوده بسیار مورد توجه هستند. در این پژوهش، نانوریبون های اکسید تنگستن آلایش شده با نانوذرات پالادیم بر بستر گرافن به عنوان فتوکاتالیست برای تخریب رنگ نساجی آبی-اسید ۹۲ استفاده شدند. نانوریبون های WO۳ به روش حلال گرمایی بر بستر گرافن سنتز شدند و با نانوذرات پالادیم احیا شده به روش های مختلف آلایش شدند. تاثیر افزایش پالادیم و گرافن بر مورفولوژی سطح و فعالیت فتوکاتالیستی نانوریبون های WO۳ با استفاده از تکنیک های پراش اشعه ایکس، تخلخل سنجیBET، میکروسکوپ روبشی الکترونی، تبدیل فوریه مادون قرمز، طیف سنجی بازتابی مرئی- ماورابنفش، طیف بینی فوتوالکترون پرتو ایکس بررسی شد. نتایج حاصل از آنالیز تخلخل سنجیBET نشان داد که سنتز نانوریبون های اکسید تنگستن بر بستر گرافن اکساید و احیا فتوکاتالیست حاصله در اتمسفر هیدروژن باعث افزایش مساحت سطح فتوکاتالیست حاصله تا دو برابر شد. در ادامه، توانایی فتوکاتالیست ساخته شده در تخریب رنگ نساجی آبی- اسید ۹۲ در حضور نور مرئی بررسی شد و ثابت سرعت واکنش تخریب محاسبه شد. نتایج به دست آمده نشان داد که نانوکامپوزیت احیا شده در مجاورت گاز H۲ در مقایسه با سایر نمونه ها دارای بیشترین سرعت تخریب رنگ min-۱ ۳-۱۰ * ۸ با کارایی ۶۰ درصد است. این نانوکامپوزیت با داشتن مساحت سطح زیاد، جذب مولکول های واکنش دهنده رنگ را روی سایت های فعال سطح آسان می سازد، در نتیجه سرعت تخریب آلاینده جذب شده روی سطح فتوکاتالیست تا حدی زیادی افزایش می یابد. در نهایت مدل های سینیتیکی مختلف به منظور بررسی سینتیک واکنش استفاده شد و در هر مورد ضریب تعیین محاسبه شد. نتایج حاصله از تطابق داده های تجربی با معادلات مذکور نشان داد که سینتیک تخریب رنگ مطابق با مدل لانگمیر- هینشلود، مکانیسم شبه درجه اول دارد.

کلیدواژه ها:

فوتوکاتالیست ، نیمه هادی ، رنگ های نساجی ، اکسید تنگستن ، گرافن