کاربرد فوتوکاتالیستی چارچوب فلز- آلی بر پایه فسفونیک اسید برای حذف بیس فنول آ در نور طبیعی خورشید

حذف فوتوکاتالیستی بیس فنول آ یکی از پرمصرف ترین آلاینده های نوظهور در محیط آبی با روش اکسایش پیشرفته در نور طبیعی خورشید مورد تحقیق قرار گرفت. واکنش حذف آلاینده با حضور فوتوکاتالیستی با ترکیبSTA-۱۲ (Fe)، یک چارچوب فلز-آلی سنتز شده با لیگاند فسفونیک اسید، و پراکسید هیدروژن بررسی شد که نتایج بسیار خوبی از خود نشان داد. بنابراین شرایط بهینه برای تخریب بیس فنول آ با استفاده از روش طراحی آزمایش مورد مطالعه قرار گرفت. فرایند حذف نسبت به آلاینده از سینتیک مرتبه اول پیروی می کند و هم افزائی قابل توجهی در سامانه کاتالیستی پراکسید هیدروژن/نور خورشید/ STA-۱۲ (Fe)مشاهده می شود. مقادیر بهینه برای pH، زمان تابش دهی، مقدار کاتالیست و مقدار H۲O۲ جهت اکسایش بیس فنول آ از محلول آبی با غلظت ۳۰ میلی گرم بر لیتر، به ترتیب برابر ۵، ۹۰ دقیقه، ۱۰ میلی گرم و ۱۲ میکرو لیتر بدست آمد. در این شرایط بهترین بازده حذف برابر با ۸/۷۹ درصد بدست آمد. همچنین میزان معدنی سازی آلاینده آلی با اندازه گیری TOC برابر با ۵۱ درصد تعیین شد. برای بررسی مکانیزم فرآیند اکسایش پیشرفته بیس فنول آ در این سامانه کاتالیستی، مطالعات با رباینده های انتخابی گونه های فعال مسئول در فرایند انجام شد و نتایج نشان داد که رادیکال های هیدروکسیل (OH•) گونه اصلی اکسید کننده در سامانه کاتالیستی می باشد و رادیکال سوپر اکسید و حفره های موجود در سطح فوتو کاتالیست مشارکت کمتری در فرایند تخریب مولکول آلاینده دارند. علاوه بر این کاتالیست از قابلیت بازیابی و پایداری مناسب برای انجام فعالیت فوتوکاتالیستی برخوردار است. این تحقیق اولین مورد از کاربرد یک چارچوب فلز-آلی بر پایه فسفونیک اسید برای حذف آلاینده های نوظهور از طریق مکانیزم فوتو-فنتون است و نمونه جدیدی از فرآیند اکسایش پیشرفته بر پایه نور خورشید برای تصفیه محیط های آبی و حفاظت از محیط زیست است.

کلیدواژه ها:

بیس فنول آ ، چارچوب فلز-آلی ، فوتو-فنتون ، فوتوکاتالیست ، فرآیند اکسایش پیشرفته ، STA-۱۲(Fe)