بهینه سازی پارامترهای عملیاتی موثر بر تخریب فنول در یک سیستم فتوکاتالیستی تحت تابش نور مرئی

هدف: فنول و مشتقات محلول آن در آب از مهم ترین آلاینده های سمی هستند. در سال های اخیر استفاده از MOFها به عنوان فتوکاتالیست برای تصفیه پساب توجه زیادی را به خود جلب کرده است. ترکیب یک MOF با یک نیم رسانا که بتواند بازترکیب الکترون-حفره را به حداقل برساند می تواند در واکنش های فتوکاتالیستی بسیار موثر باشد.مواد و روش: در این پژوهش کامپوزیت های TiO۲/MIL۸۸ با درصدهای مختلف از تیتانیوم دی اکسید با استفاده از روش هیدروترمال تک مرحله ای سنتز شده و برای حذف فنول در یک فتوراکتور شش ضلعی مورد بررسی قرار گرفت. طراحی شش ضلعی منحصربه فرد راکتور، سطح در دسترس برای تابش را افزایش می دهد و منجر به حذف موثرتر آلاینده می شود. به منظور رسیدن به بالاترین راندمان تخریب متغیرهای: مقدار فتوکاتالیست، زمان واکنش، غلظت فنول، pH و غلظت هیدروژن پراکسید ml/L)) به عنوان پارامترهای موثر بر فرآیند تخریب فتوکاتالیستی انتخاب شدند. به منظور طراحی آزمایش ها از نرم افزار DesignExpert استفاده شد و از میان روش های RSM روش باکس بنکن انتخاب گردید. نتایج آنالیزهای مشخصه یابی کاتالیست نشان داد که کامپوزیت TMA۱۰ به درستی سنتز شده است. با استفاده از این کامپوزیت، شرایط بهینه برای حداکثر راندمان تخریب فنول (۹۶/۹۵ درصد) به صورت: غلظت اولیه فنول ۵۸ میلی گرم در لیتر،pH برابر با ۵۱/۷، زمان واکنش ۶۱/۶۸ دقیقه، غلظت هیدروژن پراکسید برابر باmL/L  ۱۸/۰، و مقدار کاتالیست برابر g/L ۴/۰ به دست آمد.نتیجه گیری: نتایج آزمایش های فتوکاتالیستی نشان داد که کامپوزیت TMA۱۰ )۱۰نسبت مولی (TiO۲:MOF عملکرد بهتری نسبت به سایر کامپوزیت ها در تخریب فنول دارد. آنالیز فتولومینسانس (PL) نشان داد که عملکرد بهتر کامپوزیت TMA۱۰ به علت کاهش بازترکیب الکترون حفره در آن است. همچنین تجزیه وتحلیل آنالیز واریانس نشان داد که مدل درجه دوم به خوبی با داده ها برازش داده  می شود.

کلیدواژه ها:

تخریب فنول ، فرایند فتوکاتالیستی ، فتوراکتور شش وجهی ، کامپوزیت TiO۲/MIL۸۸ ، RSM