بهینه‌سازی تخریب فوتوکاتالیستی رنگ از پساب صنایع نساجی با استفاده از کربن نیترید گرافیتی تحت نور فرابنفش

نویسندگان

1 گروه محیط‌زیست دانشکدة منابع طبیعی و علوم دریایی، دانشگاه تربیت مدرس، نور، ایران.

2 گروه محیط‌زیست دانشکدة منابع طبیعی و علوم دریایی، دانشگاه تربیت مدرس، نور، ایران.

3 گروه محیط‌زیست دانشکدة منابع طبیعی و علوم دریایی، دانشگاه تربیت مدرس، نور، ایران.

doi
10.22059/jne.2024.376910.2685
چکیده

ورود پساب‌های رنگی صنایع نساجی با محتوای آلاینده ­های آلی بالا از مشکلات عمدة بوم‌سازگان است. استفاده از روش‌های مؤثر، اقتصادی و دوستدار محیط‌ زیست در حذف یا کاهش غلظت این نوع آلاینده‌ها به‌خصوص در بخش صنعت امری حائز اهمیت است. پژوهش حاضر با هدف بهینه‌سازی فرآیند رنگ‌زدایی از پساب صنعت نساجی با استفاده از فوتوکاتالیست کربن نیترید گرافیتی در مقیاس آزمایشگاهی در سیستم ناپیوسته انجام گرفت. پارامترهای pH اولیه، زمان واکنش و دوز فوتوکاتالیست با استفاده از طرح مرکب مرکزی (CCD) به روش پاسخ سطح (RSM) جهت دستیابی به بالاترین میزان حذف رنگ بهینه‌سازی‌ گردید. نتایج آنالیز میکروسکوپ الکترونی روبشی (FESEM)، طیف‌سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (EDAX) و جذب و واجذب نیتروژن (BET) نشان داد فوتوکاتالیست سنتز شده دارای ساختار دوبعدی با منافذ و کانال‌های متعددی است که عناصر C، N وO به‌خوبی و به‌طور یکنواخت در نمونه توزیع شده‌اند. نتایج بهینه‌سازی پارامترهای تأثیرگذار نشان داد که کارایی حذف رنگ، با پارامترهای pH اولیه، دوز فوتوکاتالیست و زمان واکنش رابطة معنی‌داری دارد. حداکثر کارایی فوتوکاتالیست کربن نیترید گرافیتی در رنگ‌زدایی پساب صنایع نساجی تا 97 درصد در pH اولیة 4، دوز فوتوکاتالیست 70 میلی‌گرم و زمان 100 دقیقه است. برازش مدل پیشنهادی مقادیر واقعی و مقادیر پیش­بینی شده نشان داد که داده­های تجربی به‌دست آمده مطابقت خوبی (0/968 =R2 ) با مقادیر واقعی دارد. نتایج بررسی قابلیت استفادة مجدد از فوتوکاتالیست g-C3N4 نیز نشان داد که فوتوکاتالیست سنتز شده در شرایط بهینه دارای قدرت بازیابی بالایی است و توانست در طی 10 چرخة‌ متوالی عملکرد خود را تا بیش از 90 درصد حفظ کند. فوتوکاتالیست سنتز شده با کارایی بالا و دوستدار محیط‌زیست می‌تواند به‌عنوان یک پیشنهاد مناسب در تصفیة پساب‌ها در صنایع نساجی و رنگرزی مطرح گردد.