مدلسازی و بهینه سازی فرایند حذف تولوئن از محلول های آبی با استفاده از نانو ذرات اکسید آهن به روش RSM

در این تحقیق، از فرایند شبه فنتون برای حذف تولوئن از محلول های آبی با غلظت اولیه ppm۱۰۰ استفاده شد. نانوذرات اکسید آهن با قطر حدود nm ۱۸، از کاتالیست های مستعمل پتروشیمی تبریز با استفاده از آسیاب گلوله ای تهیه شد. کاتالیست های مستعمل و نانوذرات تهیه شده، توسط آنالیزهای BET، XRF، XRD و FE-SEM تعیین مشخصات شدند. برای تعیین غلظت تولوئن، از دستگاه کروماتوگرافی گازی (GC) استفاده شد. به منظور بررسی بر هم کنش پارامترهای تاثیرگذار [H۲O۲]/[Catalyst]، ]غلظت آلاینده [H۲O۲]/[و زمان واکنش (دقیقه) بر درصد حذف تولوئن و یافتن شرایط بهینه، طراحی آزمایش به روش RSM صورت گرفت و مقادیر بهینه برای این پارامترها به ترتیب ۴۶۰/۰، ۹۲۸/۴ و ۷/۱۰۵ بدست آمد. معادله درجه دوم با ضریب همبستگی بسیار بالایی برای پیش بینی حذف تولوئن برازش شد که مقادیر R۲ و R۲(adj) مدل پیش بینی شده، به ترتیب برابر با %۱۴/۹۹ و %۳۷/۹۸ توسط نرم افزار minitab حاصل شد. بر اساس آزمایش های انجام شده، در شرایط بهینه پارامترهای تاثیرگذار، حذف کامل تولوئن از محلول های آبی حاصل شد. نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که روش RSM ابزار مناسبی جهت مدلسازی و بهینه سازی فرایند شبه فنتون برای حذف تولوئن می باشد. همچنین نتایج نشان داد که نانوذرات اکسید آهن تهیه شده از کاتالیست های مستعمل پتروشیمی تبریز، قابلیت بسیار خوبی برای استفاده در فرایند شبه فنتون جهت حذف تولوئن از محلول های آبی دارند.

کلیدواژه ها:

Toluene ، Aqueous solution ، Fenton-Like ، Iron oxide nanoparticles ، Optimization ، تولوئن ، شبه فنتون ، نانوذرات اکسید آهن ، محلول های آبی ، بهینه سازی