کاربرد فتوکاتالیستهای ناهمگن در تصفیه آب و پسابهای آلی ،مبانی مکانیسم و بررسی پارامترهای موثر

افزایش آلودگیهای زیست محیطی به ویژه آلاینده های آلی موجود در آب و پسابهای صنعتی یکی از چالشهای اساسی در حوزه محیط زیست محسوب می شود. روشهای متداول تصفیه آب از جمله فرآیندهای فیزیکی، شیمیایی و زیستی در برخی موارد با محدودیتهایی مانند هزینه های بالا، تولید لجن ثانویه و کارایی پایین در حذف آلاینده های مقاوم مواجه هستند. در این راستا، استفاده از فناوری های نوین همچون فتوکاتالیستها به عنوان یک راهکار کارآمد و پایدار مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. فتوکاتالیستها موادی نیمه هادی هستند که در حضور نور فعال شده و قادرند واکنشهای اکسایش-کاهش را برای تجزیه ترکیبات آلاینده انجام دهند. این فناوری به دلیل ویژگیهایی مانند عدم نیاز به مواد شیمیایی اضافی، قابلیت تجزیه آلاینده های مقاوم و امکان استفاده مجدد از کاتالیست جایگاه ویژه ای در تصفیه آب پیدا کرده است. از میان مواد فتوکاتالیستی نانوذراتی مانند دی اکسید تیتانیوم (TiO۲) و اکسید روی (ZnO) به دلیل ساختار منحصر به فرد، پایداری شیمیایی بالا و خاصیت فوتواکتیویته قوی، بیشترین کاربرد را دارند. در این پژوهش، عملکرد فتوکاتالیستهای ناهمگن در حذف آلاینده های آلی موجود در پسابهای صنعتی بررسی شده است. تاثیر پارامترهای مختلف مانند نوع فتوکاتالیست، شدت نور، pH محیط، دما و غلظت اولیه آلاینده بر راندمان فرآیند مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که استفاده از فتوکاتالیستهای اصلاح شده می تواند میزان حذف آلاینده ها را بهبود بخشد و زمان واکنش را کاهش دهد. همچنین ترکیب روشهای فتوکاتالیستی با سایر فرآیندهای تصفیه مانند جذب سطحی و اکسیداسیون پیشرفته منجر به افزایش بازدهی فرآیند شده است. به طور کلی، نتایج این تحقیق نشان دهنده پتانسیل بالای فتوکاتالیستها در تصفیه کارآمد آب و پسابهای آلوده است. با این حال، چالشهایی مانند پایداری فتوکاتالیستها، امکان بازیافت آنها و افزایش بازدهی در مقیاس صنعتی همچنان نیازمند تحقیقات بیشتری است. توسعه نانوفتوکاتالیستهای جدید، استفاده از ترکیبات دوتایی و تقویت جذب نور مرئی می تواند گامهای موثری در بهبود این فناوری و حرکت به سمت سیستمهای پایدارتر و کم هزینه تر در تصفیه آب باشد.

کلیدواژه ها:

فتوکاتالیست تصفیه ، آب پسابهای ، آلی ، نیمه هادیها ، واکنشهای اکسیداسیون-کاهش