حذف فتوکاتالیستی تولوئن از هوا با استفاده از فوم شیشه پوشش داده شده با نانوذرات دی اکسید تیتانیوم

سابقه و هدف: تولوئن که به‎طور معمول در بنزین، تینر و سایر ترکیبات نفتی وجود دارد، یکی از ترکیبات آلی فرار است که موجب آلودگی هوا و اثرات سوء بهداشتی می‎شود. هدف از این مطالعه تعیین سینتیک حذف تولوئن از هوا به روش فتوکاتالیستی با استفاده از فوم شیشه پوشش داده شده با نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم بود. مواد و روش ها: در این مطالعه تجربی یک محفظه شیشه‎ای به‎عنوان فضای بسته مورد استفاده قرار گرفت. یک لوله کوارتز پر شده با فوم شیشه حاوی نانوذرات دی‎اکسید تیتانیوم به‎عنوان فیلتر هوا در داخل محفظه قرار گرفت و یک پمپ مکش هوا به آن متصل و یک لامپ UV در کنار آن نصب گردید. تولوئن به داخل محفظه تزریق شد. هوای آلوده از فیلتر عبور و در محفظه به گردش در آمد. نمونه‎های هوا از محفظه گرفته و غلظت تولوئن به‎وسیله گاز کروماتوگراف آنالیز شد. یافته ها: آنالیز BET نشان داد میانگین قطر منافذ فوم شیشه، ۶ نانومتر و سطح ویژه ۳۶ مترمربع برگرم است. تصاویر SEM نشان داد پوشش دی‎اکسید تیتانیوم روی سطح فوم شیشه صورت گرفت. در زمان تماس ۲ ساعت و بدون تابش UV، میزان حذف تولوئن برای غلظت‎های ۱۸/۵، ۳۷ و ۵۵/۵ میلی‎گرم بر متر مکعب، به‎ترتیب ۴۶، ۴۰ و ۳۷ درصد بود. در زمان تماس ۸۰ دقیقه و با تابش UV، میزان حذف تولوئن به‎ترتیب ۱۰۰، ۹۵ و۹۰ درصد بود. سینتیک تجزیه تولوئن از نوع شبه درجه یک (pseudo first order) بود. استنتاج: از فوم شیشه به‎عنوان پایه تثبیت فتوکاتالیست برای حذف BTEX از هوا می‎توان استفاده نمود. این روش می‎تواند یک راهکار برای حذف مواد آلی فرار از هوا در فضاهای بسته باشد.

کلیدواژه ها:

glass foam ، photocatalyst ، toluene ، air ، titanium dioxide ، فوم شیشه ، فتوکاتالیست ، تولوئن ، هوا ، دی اکسید تیتانیوم