راهبردهای مهندسی فوتوکاتالیستی هتروساختار BiVO_۴/g"-" C_۳ N_۴در تصفیه پساب های پتروشیمی: ترمودینامیک انتقال بار، کینتیک تخریب و تحلیل تطبیقی پژوهش های اخیر

پساب های پالایشگاهی و صنایع پتروشیمی حاوی مقادیر بالایی از ترکیبات هیدروکربنی مقاوم و سمی نظیر BTEX (بنزن، تولوئن، اتیل بنزن، زایلن ها) و PAHs (هیدروکربن های آروماتیک چندحلقه ای) هستند که به دلیل جهش زایی، سرطان زایی و پایداری زیستی بالا، خطری جدی برای بوم سازگان های آبی و خاکی به شمار می روند. این پژوهش، مروری تحلیلی و نظام مند بر عملکرد هتروساختار BiVO/g-C۳N۴ با سازوکار انتقال بار Z-Scheme مستقیم در تصفیه پساب های هیدروکربنی است. تحلیل ترمودینامیک ترازهای نواری نشان می دهد که جفت شدن نوار ظرفیت عمیق بیسموت وانادات (+۲/۸۰ V vs. NHE) با نوار رسانش با پتانسیل احیای بالای نیترید گرافیتی -۱/۲۲ V vs. NHE))، پتانسیل اکسیداسیون و احیای لازم جهت تولید هم زمان رادیکال های هیدروکسیل (∙OH) و سوپراکسید (∙O۲−) را فراهم می آورد. بررسی تطبیقی و یکپارچه هفت مطالعه شاخص بین المللی (ISI) در بازه زمانی ۲۰۲۱ تا ۲۰۲۴ نشان می دهد که راهبردهای مهندسی فصل مشترک ۲D/۲D ، تعبیه حفرات اکسیژن، دوپینگ هترواتم ها، هم افزایی با فعال سازی پرسولفات و تثبیت در راکتورهای پیوسته، راندمان کانی سازی (TOC) را به بیش از ۹۰ درصد و پایداری عملکرد در پساب های واقعی با شوری بالا را به ۹۲ درصد می رساند. این فناوری با تکیه بر اصول شیمی سبز، حذف لجن های ثانویه شیمیایی و بهره گیری از نور مرئی، راهکاری پایدار برای صیانت از منابع آب است.

کلیدواژه ها:

فوتوکاتالیز ، هتروساختار BiVO/g-C۳N۴ ، مکانیزم Z-Scheme ، پساب پتروشیمی ، BTEX و PAHs ، شیمی سبز ، کینتیک تخریب.